FEATURES OF BEHAVIOR OF LOW-MODULUS VISCOELASTIC POLYMER COMPOSITES UNDER CHANGING STRAIN AMPLITUDE OF LOW-FREQUENCY COMPONENT OF BIHARMONIC LOAD

Abstract


Uniaxial monoharmonic (one-frequency) tests under different values of pre-static strain, strain amplitude and uniaxial biharmonic (two-frequency) tests under different values of strain amplitudes of first (low-frequency) and second (high-frequency) harmonics were conducted on samples of low- modulus viscoelastic polymer composite. Complex operators method was used to describe behavior of a viscoelastic material under harmonic loads. Dynamic deformation properties of the composite material (loss angle, dynamic modulus under monoharmonic tests; loss angle, dynamic modulus first and second harmonics under biharmonic tests) were determined using special methods. Dependencies of dynamic modulus on pre-static strain under different values of strain amplitude of monoharmonic load were con- structed. And also dependencies of dynamic modules and loss angles low- and high-frequency compo- nents (harmonics) of biharmonic load on strain amplitude low-frequency harmonic under different values of strain amplitude high-frequency harmonic were constructed. It was shown that pre-static strain under monoharmonic tests corresponds to low-frequency harmonic under biharmonic tests (dependence of dynamic modulus on pre-static strain under one-frequency tests similar to dependence of dynamic modulus of second harmonic on strain amplitude of first harmonic under two-frequency tests). Compari- son of dynamic modules and loss angles of tested material under two-frequency (biharmonic) and re- lated one-frequency (monoharmonic) loads was conducted. We determined strain amplitude ratio of low- and high-frequency components in which the value of dynamic modulus of low-frequency compo- nent of biharmonic load does not differ from the value of dynamic modulus under monoharmonic load.

About the authors

A S Yankin

Perm National Research Polytechnic University

Email: yas.cem@yandex.ru
29 Komsomolsky av., 614000, Perm, Russian Federation

R V Bulbovich

Perm National Research Polytechnic University

Email: dekan_akf@pstu.ru
29 Komsomolsky av., 614000, Perm, Russian Federation

S V Slovikov

Perm National Research Polytechnic University

Email: sws@au.ru
29 Komsomolsky av., 614000, Perm, Russian Federation

V E Wildemann

Perm National Research Polytechnic University

Email: wildemann@pstu.ru
29 Komsomolsky av., 614000, Perm, Russian Federation

References

  1. Москвитин В.В. Сопротивление вязкоупругих материалов (при-менительно к зарядам ракетных двигателей на твердом топливе). - М.: Наука, 1972. - 328 с.
  2. Гольберг И.И. Механическое поведение полимерных материалов (математическое описание). - М.: Химия, 1970. - 190 с.
  3. Christensen R.M. Theory of Viscoelasticity. - New York: Dover Publications, 2003. - 364 p.
  4. Christensen R.M. Mechanics of Composite Materials. - New York: Dover Publications, 2012. - 384 p.
  5. Ferry J.D. Viscoelastic Properties of Polymers, 3rd. ed. - New York: Wiley, 1980. - 672 p.
  6. Lakes R. Viscoelastic Materials. - Cambridge University Press, 2009. - 461 p.
  7. Knauss W.G., Emri I., Lu H. Mechanics of Polymers: Viscoelasticity // Springer Handbook of Experimental Solid Mechanics. - 2008. - Р. 49-96.
  8. Методы прикладной вязкоупругости / А.А. Адамов [и др.]. - Ека-теринбург: Изд-во УрО РАН, 2003. - 411 с.
  9. Bland D.R. Theory of Linear Viscoelasticity. - Oxford: Pergamon Press, 1960. - 125 p.
  10. Brinson H.F., Brinson L.C. Polymer Engineering Science and Viscoe-lasticity. - Springer Science + Business Media, 2008. - 446 p.
  11. Menard K.P. Dynamic Mechanical Analysis: A Practical Introduction, Second Edition. - CRC Press, 2008. - 240 p.
  12. Экспериментальные исследования свойств материалов при слож-ных термомеханических воздействиях / В.Э. Вильдеман [и др.]; под ред. В.Э. Вильдемана. - М.: Физматлит, 2012. - 204 с.
  13. Словиков С.В., Бульбович Р.В. Экспериментальное ис-следование динамических механических свойств вязкоупругих материалов // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Механика. - 2010. - № 2 - С. 104-112.
  14. Словиков С.В. Методика исследования зависимости механиче-ских свойств полиуретановах изделий от температуры // Вестник ПНИПУ. Механика. - 2012. - № 2 - С. 177-189.
  15. Влияние температуры и содержания наполнителя на динамиче-ские модули нанокомпозита с полиэтиленовой матрицей / В.В. Шадрин [и др.] // Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика. - 2011. - № 4 - С. 64-68.
  16. Бульбович Р.В., Пальчиковский В.Г., Павлоградский В.В. Метод определения динамических деформационных свойств мягких вязкоупругих материалов // Наука - производству. - 1999. - № 12 (25). - С. 14-18.
  17. Методические вопросы экспериментальных исследований вязко-упругих наполненных полимерных композитов при сложных ди-намических циклических воздействиях / А.С. Янкин [и др.] // Вестник ПНИПУ. Механика. - 2013. - № 4 - С. 180-192.
  18. Янкин А.С., Словиков С.В., Бульбович Р.В. Определение дина-мических механических свойств низкомодульных вязкоупругих ком¬позитов при бигармоническом законе нагружения // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2013. - Т. 19, № 1. - С. 141-151.
  19. Влияние амплитуды деформации высокочастотной со-ставляющей бигармонического (двухчастотного) закона нагружения на динамические механические свойства низкомодульных вязкоупругих композитов / А.С. Янкин [и др.] // Механика композитных материалов. - 2013. - Т. 49, № 6. - С. 1005-1012.
  20. Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований / В.Э. Вильдеман [и др.]. - Пермь. - 2011. - 165 с.

Statistics

Views

Abstract - 19

PDF (Russian) - 14

Cited-By


PlumX


Copyright (c) 2014 Yankin A.S., Bulbovich R.V., Slovikov S.V., Wildemann V.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies