Особенности поведения низкомодульных вязкоупругих полимерных композитовпри варьировании амплитуды деформации низкочастотной составляющей бигармонической нагрузки
Автор: Янкин А.С., Бульбович Р.В., Словиков С.В., Вильдеман В.Э.
Статья в выпуске: 3, 2014 года.
Бесплатный доступ
На образцах из вязкоупругого низкомодульного композита на полимерной основе прове- дены одноосные моногармонические (одночастотные) испытания при различных значениях предварительной статической деформации, амплитуды деформации и одноосные бигармониче- ские (двухчастотные) испытания при различных значениях амплитуд деформаций первой (низко- частотной) и второй (высокочастотной) гармоник. Для описания поведения вязкоупругого мате- риала при гармонических нагружениях применялся метод комплексных операторов. С помощью специальной методики определены динамические деформационные свойства композитного ма- териала: угол потерь и динамический модуль - при моногармонических испытаниях; угол потерь и динамический модуль первой и второй гармоник - при бигармонических испытаниях. Построе- ны зависимости динамического модуля от предварительной статической деформации при раз- личных значениях амплитуды деформации моногармонического нагружения, а также зависимо- сти динамических модулей и углов потерь низкочастотной и высокочастотной составляющих (гармоник) бигармонического нагружения от амплитуды деформации низкочастотной гармоники при различных значениях амплитуды деформации высокочастотной гармоники. Показано, что предварительная статическая деформация при моногармонических испытаниях играет роль низ- кочастотной гармоники при бигармонических испытаниях (зависимость динамического модуля от предварительной статической деформации при одночастотных испытаниях подобна зависимости динамического модуля второй гармоники от амплитуды деформации первой гармоники при би- гармонических испытаниях). Проведено сопоставление динамических модулей и углов потерь исследуемого материала, определенных при двухчастотных (бигармонических) и соответствую- щих одночастотных (моногармонических) нагружениях. Определено отношение амплитуд де- формаций низкочастотной и высокочастотной составляющих, при котором значение динамиче- ского модуля низкочастотной составляющей бигармонического нагружения практически не отли- чается от значения динамического модуля, определенного при моногармоническом нагружении.
Динамический (комплексный) модуль, угол сдвига фазы между напря- жением и деформацией, угол потерь, динамический механический анализ (свойства), низкомо- дульные вязкоупругие полимерные композиты, бигармоническое (двухчастотное) нагружение, моногармоническое (одночастотное) нагружение, амплитуда деформации, предварительная ста- тическая деформация
Короткий адрес: https://sciup.org/146211527
IDR: 146211527 | УДК: 620.17 | DOI: 10.15593/perm.mech/2014.3.11
Features of behavior of low-modulus viscoelastic polymer composites under changing strain amplitude of low-frequency component of biharmonic load
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.