INFLUENCE OF SPECIMEN ORIENTATION ON THE PLASTIC INSTABILITY AND NECKING OF EXTRUDED HDPE SHEET

Rida B. ARIEBY, Osama A. Terfas*, Rachid Rahouadj**


Department of Mechanical and Industrial Engineering, University of Tripoli, Libya
*Department of Marine and offshore Engineering, University of Tripoli, Libya
**CNRS, LEMTA, UMR 7563, University of Lorraine, Nancy, France

E-mail: rarieby@yahoo.com

الملخص



يتضمن هذا العمل دراسة عملية وتحليلية لبدء وتطور التشكيل اللدن اللامستقر (PlasticInstability) لبوليمر البولي ايثيلين العالي الكثافة (HDPE). سلسلة من تجارب الشد أحادية المحور باستخدام عدة مسارات تحميل عند مستويات انفعال كبيرة تم إجراؤها وذلك من أجل دراسة تأثير كل من معدلات الانفعال المختلفة واتجاه عينات الشد المصنعة من صفيحة من البولي ايثيلين المبثوق على السلوك الميكانيكي (Elasto-viscoplasticbehavior) خلال مرحلة التعنق (Necking). كما وتضمن هذا العمل متابعة ودراسة للتغير الحادث في خصائص المرونة والمتمثلة في (معاملي يونج وبواسون) وتطورهما نتيجة لظاهرة الانهيار الحادث أثناء مرحلة التشكيل اللدن اللامستقر. إعتمادا على معيار كونسيدير (ConsidèreCriterion)، تم إقتراح إجراء بعض التعديلات عليها والتي تهدف إلى الأخذ في الاعتبار التغير في الحجم الحادث عند تشكيل المواد البوليميرية. المقارنة بين النتائج النظرية المتحصل عليها من النموذج المعدل وتلك المتحصل عليها من التجارب العملية تبين مدى قدرة النموذج على التنبؤ ببداية واستقرار ظاهرة التعنق (1st and 2nd ConsidèreStrain)، كما ونوقش هذا النموذج المعدل ايضا من ناحية تأثير الاتجاه ومعدلات الانفعال المختلفة.


ABSTRACT



In this work, the initiation and stabilization of the Plastic Instability of High-Density Polyethylene have been experimentally investigated and analyzed. Tensile tests using several complex loading paths involving large deformation have been carried out in order to determine the effect of different constant strain rates and various specimen orientations of extruded HDPE sheet on the elasto-viscoplastic behavior during necking. This work also examines the evolution of Poisson's ratio and Modulus of elasticity of semicrystalline polymers due to phenomenon of damage during instability stage. Based on the Considère criterion, a modified instability criterion is proposed taking into account the significant effect of volume variation due to damage under large deformation. The ability of the modified criterion to predict 1st and 2nd Considère strain of this polymer is examined. A good agreement between the modified criterion and the available experimental data is attained. This criterion is also discussed in relation to the orientation behavior and strain rate.