1. Experimental investigation and modeling attempt on the effects of ultraviolet aging on the fatigue behavior of an LDPE semi-crystalline polymer
- Author
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Hamza Lamnii, Georges Ayoub, Xavier Colin, Moussa Nait-Abelaziz, Ulrich Maschke, Université de Lille, Unité de Mécanique de Lille - ULR 7512 (UML), Texas A&M University at Qatar, Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM), Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centrale Lille Institut (CLIL), This research was supported by the Qatar National Research Fund (NPRP grant No. 7-1562-2-571). We would like to acknowledge the fruitful discussions with Profs. Eddine Gherdaoui and Jean-Michel Gloaguen of the University of Lille., CNRS, INRA, ENSCL, Unité de Mécanique de Lille - ULR 7512 [UML], University of Michigan [Dearborn], Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux [PIMM], Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 [UMET], Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), and Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
- Subjects
Materials science ,Matériaux [Sciences de l'ingénieur] ,02 engineering and technology ,medicine.disease_cause ,Industrial and Manufacturing Engineering ,[SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials ,chemistry.chemical_compound ,0203 mechanical engineering ,Modelling and Simulation ,medicine ,Cyclic loading ,General Materials Science ,Irradiation ,Composite material ,chemistry.chemical_classification ,Mechanical Engineering ,Polymer ,Dissipation ,Polyethylene ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Strength of materials ,Low-density polyethylene ,020303 mechanical engineering & transports ,chemistry ,Mechanics of Materials ,Modeling and Simulation ,Ultraviolet aging ,Photo-degradation ,Fatigue life ,Semi-crystalline polymers ,Damage ,0210 nano-technology ,Ultraviolet - Abstract
L'objectif de cette étude était d'examiner l'effet de l'irradiation UV sur la durée de vie en fatigue d'un polymère semi-cristallin en vrac. Des échantillons de polyéthylène basse densité exposés à différentes doses d'irradiation UV ont été testés en fatigue. Un indicateur de fatigue basé sur l'énergie dissipée par cycle s'est avéré présenter la meilleure corrélation avec les résultats expérimentaux de fatigue. Une courbe maîtresse unifiant les résultats expérimentaux de fatigue pour les matériaux tels que reçus et vieillis par les UV a été obtenue en soustrayant le seuil d'énergie dissipée de l'énergie totale dissipée. Enfin, l'évolution des dommages avec un chargement cyclique a été analysée et une modélisation préliminaire a été tentée. The objective of this study was to investigate the effect of UV irradiation on the fatigue life of a bulk semi-crystalline polymer. Low-density polyethylene samples exposed to different UV irradiation doses were fatigue tested. Fatigue indicator based on dissipated energy per cycle was found to present the best correlation with the experimental fatigue results. A master curve unifying the experimental fatigue results for as-received and UV-aged materials was obtained when subtracting the dissipated energy threshold from the total dissipated energy. Finally, the evolution of the damage with cyclic loading was analyzed and preliminary modeling was attempted. 142
- Published
- 2021
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