Mixed Mode I AND II Fracture Toughness Evaluation of Notched 3D Printed ABS Polymer Additively Manufactured Material. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (MS_Thesis_Hassan final revision) MS_Thesis_Hassan final revision.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 5 June 2025. Download (17MB)

Arabic Abstract

تُحدث الطباعة ثلاثية الأبعاد ثورة في الصناعة التحويلية وتوفر تنوعًا عبر تطبيقات متنوعة. تُظهر البوليمرات سلوكيات كسر متنوعة، بدءًا من نمو الشقوق السريع في الأنواع الهشة إلى التشوه اللدن في الأنواع القابلة للطرق. تتميز مادة أكريلونتريل بوتادين ستايرين بقوتها ومرونتها. يتطلب تطبيق المواد البوليمرية مثل مادة أكريلونتريل بوتادين ستايرين في المكونات الهيكلية فهم سلوك الكسر في وجود الشقوق. تبحث هذه الورقة في سلوك الكسر في الوضع المختلط الأول والثاني لعينات مادة أكريلونتريل بوتادين ستايرين المطبوعة ثلاثية الأبعاد. تم إجراء اختبارات ميكانيكية بمعلمات هندسية مختلفة مثل زوايا الميل المختلفة ونصف قطر الشق والعمق، جنبًا إلى جنب مع تحليل العناصر المحدودة لتحديد عوامل شدة إجهاد الشق. تم إنشاء منحنيات التنبؤ خارج بطانة الكسر والمناطق الآمنة بناءً على معلمات مزج وضع الشق. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن النموذج الذي يجمع بين عامل شدة إجهاد الشق ونظرية المسافة الحرجة يمكنه تقدير كسر الوضع المختلط ضمن نطاق تناقض بين ±20%.

English Abstract

Three-dimensional printing is revolutionizing the manufacturing industry and is offering versatility across diverse applications. Polymers display diverse fracture behaviors, from rapid crack growth in brittle ones to plastic deformation in ductile types. Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) stands out for its strength and flexibility. The application of polymeric materials such ABS in structural components requires an understanding of their fracture behavior in the presence of notches. This paper investigates mixed mode I/ II fracture behavior of 3D printed ABS samples. Mechanical testing with varying geometrical parameters such as different inclination angles, notch radii and depth was conducted, alongside finite element analysis to determine notch stress intensity factors. Prediction curves out lining the fracture and safe zones based on notch mode mixity parameters were generated. The obtained results showed that a model combining notch stress intensity factor and theory of critical distance can estimate the mixed mode fracture within a discrepancy range between ±20%..

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Research > Engineering Mechanical
Department:	College of Chemicals and Materials > Materials Science and Engineering
Committee Advisor:	Albinmousa, Jafar
Committee Members:	Al-Sayoud, Abduljabar and Alam, Fahad
Depositing User:	HASSAN ALHAMMAD (g200960830)
Date Deposited:	05 Jun 2024 12:11
Last Modified:	05 Jun 2024 12:11
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142936