Динамический модуль - Dynamic modulus - Wikipedia

Динамический модуль (иногда комплексный модуль[1]) - отношение напряжения к деформации при вибрационные условия (рассчитано на основе данных, полученных в результате испытаний на свободную или вынужденную вибрацию, на сдвиг, сжатие или удлинение). Это собственность вязкоупругий материалы.

Вязкоупругое напряжение – фазовая задержка деформации

Вязкоупругость изучается с помощью динамический механический анализ где к материалу прилагается колебательная сила (напряжение) и измеряется результирующее смещение (деформация).[2]

  • В чисто эластичный материалы, в которых возникают напряжения и деформации фаза, так что ответ одного происходит одновременно с другим.
  • В чисто вязкий материалы, есть разность фаз между напряжением и деформацией, где деформация отстает от напряжения на 90 градусов ( радиан ) фазовое отставание.
  • Вязкоупругие материалы демонстрируют поведение где-то посередине между чисто вязкими и чисто эластичными материалами, демонстрируя некоторый фазовый лаг в деформации.[3]

Напряжение и деформацию в вязкоупругом материале можно представить с помощью следующих выражений:

  • Напряжение:
  • Стресс: [3]

куда

куда - частота колебаний деформации,
время,
фазовое отставание между напряжением и деформацией.

Модуль релаксации напряжений это отношение напряжения, остающегося во времени после ступенчатого напряжения был применен в то время :,

что является зависящим от времени обобщением Закон Гука.Для вязкоупругих тел: сходится к равновесному модулю сдвига[4]:

.

В преобразование Фурье модуля релаксации сдвига является (Смотри ниже).


Модуль упругости и потери

Модуль накопления и потерь в вязкоупругих материалах измеряет запасенную энергию, представляющую упругую часть, и энергию, рассеиваемую в виде тепла, представляющую вязкую часть.[3] Модули накопления при растяжении и потерь определяются следующим образом:

  • Место хранения:
  • Потеря: [3]

Аналогичным образом мы также определяем накопление при сдвиге и модули потерь при сдвиге, и .

Комплексные переменные могут использоваться для выражения модулей и следующее:

[3]

куда это мнимая единица.

Соотношение потерь и модуля упругости

Отношение модуля потерь к модулю накопления в вязкоупругом материале определяется как , (ср. тангенс угла потерь ), что обеспечивает определенную степень демпфирования материала. также можно представить как тангенс фазового угла () между накоплением и модулем потерь.

Растяжение:

Сдвиг:

Для материала с больше 1, преобладает рассеивающая энергию вязкая составляющая комплексного модуля.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Открытый университет (Великобритания), 2000 г. T838 Дизайн и производство с использованием полимеров: твердые свойства и дизайн, стр. 30. Милтон Кейнс: Открытый университет.
  2. ^ "PerkinElmer" Механические свойства пленок и покрытий."" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-09-16. Получено 2009-05-09.
  3. ^ а б c d е Мейерс и Чавла (1999): «Механическое поведение материалов», 98-103.
  4. ^ Рубинштейн, Майкл, 1956, 20 декабря - (2003). Полимерная физика. Колби, Ральф Х. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 284. ISBN  019852059X. OCLC  50339757.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)