اثر شکل شناسی سلول بر جذب انرژی اسفنج لاستیک نیتریل

ظرفیت جذب انرژی زیاد اسفنج لاستیکی متغیر مهمی است که به دلیل تغییرشکل های فشاری بزرگ ساختار سلول، به عنوان ملاک طراحی مورد توجه طراحان قرار می گیرد. در این پژوهش، رفتار جذب انرژی اسفنج لاستیک آکریلونیتریل بوتادی ان (NBR) با چگالی های متفاوت بر اساس متغیرهای کارایی و آرمانی مطالعه شده است.

اسفنج های سلول بسته NBR  با چگالی های 0.51، 0.63، 0.72 و 0.79g/cm3  و تغییر مقدار آمیزه در حجم ثابت قالب تهیه شدند. شکل شناسی و خواص فشاری اسفنج ها به ترتیب با میکروسکوپی الکترون پویشی (SEM) و آزمون فشاری بررسی شدند.

بررسی شکل شناسی سلول نشان داد، با کاهش چگالی اسفنج، قطر متوسط سلول بزرگ تر، تعداد سلول ها در واحد حجم کمتر و توزیع اندازه سلول ناهمگن می شود. در آزمون فشاری با کاهش چگالی از 0.79g/cm3 به 0.51g/cm3  تنش مسطح از 750kPa  به 246kPa  و تنش متناظر با بیشینه کارایی از  1.13MPa به 0.27MPa  کاهش می یابد. در محدوده تنش های کم 0.3MPa ، جذب انرژی اسفنج با کاهش چگالی از 0.79g/cm3  به 0.51g/cm3 به ترتیب 0.03  و 0.009MJ/m3 تغییر می کند. در نتیجه در محدوده تنش های کم، اسفنج های با چگالی کمتر جذب انرژی بیشتری را نشان می دهند. در حالی که در محدوده تنش های زیادتر اسفنج با چگالی بیشتر جذب انرژی بیشتری دارد. به عنوان مثال، در محدوده تنش  1.3MPa، جذب انرژی اسفنج با چگالی های 0.51 و 0.79g/cm3  و به ترتیب 0.88 و 0.1MJ/m3  است. بنابراین، ظرفیت جذب انرژی اسفنج به چگالی و محدوده تنش وابسته است که حداکثر تنش مجاز اسفنج بر اساس چگالی آن تعیین می شود.