| Abstract | Ovaj diplomski rad pod nazivom "Eksperimentalna analiza deformacija polimernih uzoraka u uvjetima puzanja" bavi se istraživanjem mehaničkog ponašanja polimernih materijala pod dugotrajnim opterećenjem odnosno u uvjetima puzanja. S obzirom na sve veću primjenu polimera u raznim industrijama, razumijevanje njihovih dugotrajnih svojstava, kao što je puzanje, postaje sve važnije. Uz to, tehnike aditivne proizvodnje, posebno 3D ispis, donijele su revoluciju u načinu proizvodnje složenih geometrija, što dodatno naglašava potrebu za istraživanjem mehaničkih svojstava ovih materijala.
Glavni cilj ovog istraživanja bio je provesti eksperimentalnu analizu deformacija puzanja polimernih uzoraka pripremljenih tehnikom 3D ispisa. Cilj je bio pripremiti uzorke različitih polimernih materijala, provesti eksperimentalna ispitivanja puzanja na različitim razinama naprezanja te razviti i validirati analitičke modele, s posebnim naglaskom na Norton – Bailey model.
Eksperimentalna analiza provedena je na uzorcima pripremljenim tehnikom 3D ispisa. Uzorci su bili izloženi dugotrajnom opterećenju na 70 % naprezanja maksimalno postignute sile kako bi se proučilo njihovo ponašanje pri puzanju. Dobiveni eksperimentalni podaci korišteni su za validaciju analitičkih modela, pri čemu se posebno primjenljiv pokazao Norton - Bailey model.
Rezultati ispitivanja pokazali su da polimerni uzorci pokazuju različite stupnjeve deformacija ovisno o vrsti materijala i geometriji samog kompozita. Norton – Bailey model uspješno je opisao eksperimentalne podatke za većinu ispitivanih uzoraka, iako su uočena određena odstupanja koja ukazuju na potrebu za dodatnim istraživanjima i prilagodbama modela.
Validacija Norton – Bailey modela provedena je pomoću eksperimentalnih podataka. Usporedba eksperimentalnih rezultata i predikcija modela pokazala je dobro slaganje, što potvrđuje valjanost modela za predviđanje ponašanja polimernih materijala pri puzanju. Međutim, manja odstupanja ukazuju na potrebu za dodatnim prilagodbama modela.
Na temelju provedenih istraživanja može se zaključiti da su polimerni materijali izrađeni tehnikom 3D ispisa podložni puzanju, a njihovo ponašanje pri puzanju može se uspješno predvidjeti korištenjem analitičkih modela poput Norton – Bailey modela. Rezultati ovog rada pridonose razumijevanju dugotrajnih svojstava 3D ispisanih polimernih materijala, što je ključno za njihovu industrijsku primjenu i optimizaciju procesa proizvodnje.
Daljnja istraživanja trebala bi se usmjeriti na detaljniju analizu uzroka odstupanja između eksperimentalnih podataka i modela te na razvoj novih i poboljšanih modela za preciznije predviđanje ponašanja polimernih materijala pri puzanju. Također, istraživanje bi trebalo uključivati širi spektar materijala i uvjeta testiranja kako bi se dobili sveobuhvatniji rezultati. |
| Abstract (english) | This thesis, titled "Experimental Analysis of Creep Deformations in Polymer Samples," focuses on the mechanical behaviour of polymer materials under long-term loading conditions, namely creep conditions. With the increasing use of polymers in various industries, understanding their long-term properties, such as creep, is becoming more crucial. Additionally, additive manufacturing techniques, particularly 3D printing, have revolutionized the production of complex geometries, further highlighting the need to investigate the mechanical properties of these materials.
The primary objective of this research was to conduct an experimental analysis of creep deformations in polymer samples prepared using 3D printing techniques. The study aimed to prepare samples of different polymer materials, perform experimental creep testing at various stress levels, and develop and validate analytical models, with a specific focus on the Norton-Bailey model.
Experimental analysis was carried out on samples prepared using 3D printing. The samples were subjected to long-term loading at 70 % of maximum stress level to study their creep behaviour. The experimental data obtained were used to validate the analytical models, particularly the Norton-Bailey model.
The results of the tests showed that polymer samples exhibit different degrees of deformation depending on the material type and composite structure. The Norton – Bailey model successfully described the experimental data for most of the tested samples, although some deviations were observed, indicating the need for further research and model adjustments.
The validation of the Norton – Bailey model was performed using experimental data. The comparison between experimental results and model predictions showed good agreement, confirming the validity of the model for predicting the creep behaviour of polymer materials. However, minor discrepancies observed suggest the need for further refinement of the model.
Based on the conducted research, it can be concluded that polymer materials made using 3D printing techniques are susceptible to creep, and their creep behaviour can be successfully predicted using analytical models like the Norton – Bailey model. The findings of this study contribute to the understanding of the long-term properties of 3D – printed polymer materials, which is crucial for their industrial application and optimization of the manufacturing process.
Further research should focus on a detailed analysis of the discrepancies between experimental data and models, and the development of new and improved models for more precise prediction of polymer creep behaviour. Additionally, the research should include a broader range of materials and testing conditions to obtain more comprehensive results. |
