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粘弹性

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利用对应原理可以很容易地推导出线性弹性-粘弹性问题的近似解析解。

非线性弹性-粘弹性问题可以类似地解决吗?

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亨利,

不,对应原理不适用于非线性粘弹性材料的应力分析。非线性粘弹性应力分析最典型的解是多重积分表示;Findley, Lai和Onaran在“非线性粘弹性材料的蠕变和松弛”的第12章中列举了几个例子,同时指出,历史上对非线性材料的材料特性的研究远远多于应力分析。

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谢谢你,米歇尔,

您关于粘弹性多积分本构方程的信息对我帮助很大。

你在粘弹性材料的应力分析和材料表征方面有什么经验?

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亨利,

在过去的十年里,我的研究主要集中在与时间相关的力学行为,包括粘弹性和最近的孔隙弹性,主要用于线性和非线性粘弹性材料的力学性能测量和本构行为表征,包括体聚合物、聚合物薄膜和所有不同种类的水合生物组织。

我对应力分析和更高级的粘弹性主题的兴趣是最近的,当我对压痕技术和与简单的单轴或双轴张力相比相关的非均匀应力场非常感兴趣时开始。

我主要使用解析粘弹性公式,主要强调积分方程在现实世界中的灵活性,而不倾向于使用有限元方法。我推荐的最好的资源莫过于

Findleyw. n .;Onaran, K.和王文杰。非线性粘弹性材料的蠕变与松弛:兼论线性粘弹性

虽然我也真的很喜欢Lakes的书“粘弹性固体”(CRC 1998)作为另一个很好的资源。

米歇尔

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我也在研究粘弹性材料的解析应力分析。

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嗨!米歇尔,

你认为我们能把粘弹性和韧性联系起来吗??

罗希特

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韧性是材料在受力时抗断裂的能力。它被定义为材料在破裂前所能吸收的每体积能量。
粘弹性材料在断裂过程中引起能量耗散,从而增加断裂前的能量。
所以,你说的是对的。粘弹性材料比具有相同性能但不具有粘弹性的材料更坚韧。

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假设破坏过程与速率无关(即固有断裂能是恒定的),可以计算出体粘性耗散的能量释放速率的增加。对于3参数(标准固体)模型,快速稳态扩展裂纹(无惯性)的能量释放率以E0/ einfinity为尺度,其中E0和einfinity为瞬时和平衡杨氏模量。

我下面的文章包含了很多关于这个话题的参考文献。

阮廷德和S. Govindjee(2006)稳态粘弹性裂纹扩展的几何约束和内聚参数的数值研究,岩土工程学报。[j] .岩石力学与工程学报,2014,33(2):559 - 567。

阮邵(Vicky)
助理教授
机械工程系
约翰霍普金斯大学
http://me.jhu.edu/~tnguy108

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我认为这仍然是一个悬而未决的问题。历史上,将塑性变形与韧性混为一谈,认为塑性是一种增韧机制。然而,由于粘弹性过程是可恢复的——只是在相对于实验本身的时间尺度上可能更长——我们选择在观察软组织断裂时单独明确地考虑粘弹性耗散。在这种情况下,我们减去了滞回回路的粘弹性部分,其中能量被粘弹性和断裂模式耗散。关于软组织骨折的论文相对较少,我认为在我们完全理解这是否比将两个参数集中在一起更有用之前,还需要一些时间。但在一些未发表的初步结果中,我们发现粘性变形和抗断裂性并不直接相关,这支持了这是两种截然不同的东西的观点。有关我们方法的详细信息,请参阅论文链接在这里

V. K. Gupta博士
副教授(机械工程)
大学工程学院
旁遮普大学,帕蒂拉(旁遮普)
印度- 147002

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嗨,大家好,如果你正在寻找更多关于粘弹性的讨论,你可能希望看看这个线程粘弹性接触由米歇尔·奥因发起。讨论超出了接触的范畴,触及了几个基本问题。

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去年3月就已经联系上了。我想说这是iMechanica中最好的博客之一。万博manbetx平台

由于固体火箭推进剂、炸药、水凝胶聚合物、一些MEMS芯片、生物材料、聚合物复合材料等具有粘弹性的材料,粘弹性问题越来越受到人们的关注。

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相关博客链接:

粘弹性接触,http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/842

聚合物基阳极复合材料的抗时间依赖性变形性能http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/964

弹性体的本构建模;http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/1107

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与外界的连结:

罗德里克湖泊,http://silver.neep.wisc.edu/~lakes/

聚合物动力学理论;http://cbp.tnw.utwente.nl/PolymeerDictaat/index.html

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请注意,滞回线的形状显示在维基百科的粘弹性Page是无形的;如果有耗散发生,回路将不会以这种方式返回到点(零,零)!例如,如果回路用于位移/应变控制,则卸载曲线将在x的某个非零(正)值处撞击x轴(y=0)。这是粘弹性和生物力学文本中迟滞效应示意图中最大和最常见的错误之一。

(维基百科粘弹性页面一般需要清理;关于这个主题的基本概念,有更好的参考资料,而不是链接到麻省理工学院的网站。然而,是否值得努力去清理这些内容,而不是在一个非wiki网站上发布一个更好的主题介绍,这可能是一个悬而未决的问题。)

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谢谢你指出来。

只有当该图中坐标系的原点不为(0,0)时,才能说它是正确的。

你好Michelle和Henry,

我的名字是米利扬。我是这个网站的新手。我对你们正在讨论的话题印象很好。我也在同一领域开始了一项研究,我想从你的讨论中获益良多。我对有限元建模更感兴趣,但对粘弹性材料的非线性应力依赖行为也更感兴趣。如果你们中有人也使用ABAQUS,请告诉我好吗?

谢谢

Milliyon

当我将一篇评论文章“时间相关材料”提交给《冲击与振动》专著,主编W和B Pilkey,弗吉尼亚大学,SAVIAC, 1995, pp.253-284时,我发现ABACUS包含了一个组织良好的粘弹性能力,也有一个精心准备的手册,我相信ABACUS仍然是最熟练的软件,通过有限元方法。

作为自我介绍,请访问:Journal of Materials Processing Technology, Articles in vol.140(1903), 1-5 . yamada, Mechanics of Materials, I saw and participation: a reminiscence。

山田义明

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卷140 (2003),1-5

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米歇尔,

我正饶有兴趣地阅读你的论文(它与我正在解决的一个问题有关)。

粘弹性材料压痕分析技术。菲尔。中国机械工程,26 (6):525 - 541,2006

我有一个问题:对于线性粘弹性材料,体积模量K通常被认为是一个与时间无关的常数,但剪切模量G是时间。

泊松比可由(3K-2G)/(6K+2G)得到。

那么我们能得出泊松比也是时间相关的结论吗?

谢谢。

我想就你的问题谈谈我的看法。

通常假定体积模量K与时间无关。这背后的原因在于假设所研究的材料是高度不可压缩的,并且具有很高的体积模量值。如果材料是不可压缩的,那么这意味着位置比总是接近0.5,因此可以取为与时间无关的。这里的要点是,材料必须是高度不可压缩的,这样假设才有效。

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亨利:

在我在你引用的论文中使用的设置中,两个弹性常数被假设为剪切模量和泊松比;泊松比被选为与时间无关的所以只有一个与时间相关的函数G(t)。许多与时间相关的材料实际上是不可压缩的,或者只是轻微可压缩的,在那篇论文中,我研究了不可压缩的情况和泊松比固定的情况。您可以假设在问题的设置中存在两个独立的函数,它们都与时间相关,并且最近已经完成了一些关于这类问题的工作(例如,参见Cheng等人。2000粘弹性材料的平冲孔压痕,J.高分子科学B部分)。对于许多只考虑标量测量的实验条件(这里是压痕的轴向力和轴向位移),有很好的理由与唯一性和敏感性有关,为什么只考虑一个时间相关函数。

这导致E(t)和K(t)具有时间相关的函数,它们都通过泊松比的恒定值(0.5或不0.5但仍然恒定)与G(t)直接相关。如果你从假设与时间无关的K和与时间相关的G(t)开始你会得到E(t)和nu(t)的与时间相关的函数这将比E(t)和K(t)的函数稍微复杂一些你从我做过的问题中得到的函数但是仍然通过标准的关系假设线性粘弹性是成立的。对于更复杂的情况,建议使用以下文件作为教学:

吕辉,张欣,Knauss WG,单轴、剪切和泊松松弛及其向体松弛的转化:PMMA的研究。高分子工程与科学,37(1997):1053。

如上所述,在实际实验中,如果只测量一维的标量量,则很难测量两个独立的时间相关函数,因此将“所有时间相关的函数集中到单个函数中”的简化通常是不错的。在这个阶段还需要注意的是,所有的粘弹性都是经验性的!

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你的最后一句话:

有没有一种基于力学的粘弹性定律不是经验性的?

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在粘弹性材料中,泊松比随时间的变化不是恒定的,泊松比的增大或减小取决于体松弛和剪切松弛的作用。例如,在聚合物固体中,它会增加。

我不确定v = (3K-2G)/(6K + 2G)是否可以用于粘弹性材料。我想对于线性情况我们可以用对应原理得到v关于K(t)和G(t)的积分表达式。

等待米歇尔

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拉普拉斯逆变换可以直接作用于(3)吗K2G) / (6K+ 2G),KGK G在拉普拉斯变换空间中的表达式分别是什么?

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wahmad

谁能告诉我,如果有一个三维源代码的Eyring模型在ABAQUS模拟非线性粘弹性在聚合物?

如果不是,我如何使用ABAQUS来模拟非线性粘弹性?有没有另一种使用弹簧和减震装置的型号?

问候

艾哈迈德

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我正在研究一个具有惯性效应的快速粒子在粘弹性介质中的运动。这个字段有注释吗?

嗨Honglai,

我认为Sugeng和Tanner, 1986,J.模拟了刚性球体周围粘弹性流动问题。非牛顿流体力学。中华医学杂志,20,281-292。可能还有更近期的结果。

在我看来,关于这类事情的最佳文本是1987年由Wiley-Interscience出版的Bird、Armstrong和Hassager合著的《聚合物流体动力学:第一卷:流体力学》。

——Biswajit

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嗨,亨利,

我只是偶然发现了你关于粘弹性的博客。我的工作是粘弹性建模,最近是纤维组织的各向异性非线性粘弹性。我想回答你的几个观点:

1)我喜欢Ferry的书《聚合物中的粘弹性》。这是一种结合了实验和建模的奇妙的力学和材料处理。

2)对于许多聚合物,体积模量确实随时间而变化。它经常被忽略,因为对大多数材料来说,它的变化是2倍左右,而剪切模量的变化是数量级。另外,用实验来描述它也比较困难。

3)如果你正在处理大变形或材料的蠕变/松弛率取决于应力/应变,你应该考虑一个完全非线性的处理。这些处理不假设一个可分离的时间依赖性和应变依赖性的应力反应。这些问题无法用分析方法解决,但如果你感兴趣,请告诉我,我可以给你一些参考资料。

阮邵(Vicky)
助理教授
机械工程系
约翰霍普金斯大学
http://me.jhu.edu/~tnguy108

你好,我正在寻找张拉粘弹性的发展规律
谢谢你!

我能知道更多关于粘弹性的张拉律吗?,因为我已经开发了材料建模和移位因子估计…,对于粘弹性材料…

问候
Chidu

你好,

很长一段时间以来,我一直有这种困惑的想法。

与时无关的杨氏模量之间有关系吗
随时间变化的杨氏模量(瞬时和平衡)
模量还是损耗和存储模量)?

如果有,用什么方程把它们联系起来?

这么多的术语造成了这种混乱!

请帮助。

Wanbot

对于粘弹性材料,断裂能是速率相关的。是否存在一种分析方法来预测一种速率(或温度)下的断裂能?

谢谢!

哈利

我们是否将玻璃(硅酸盐玻璃)视为粘弹性材料?如果是的!如果是,那么它是如何变形的?(也许很明显,但我有点困惑)

谢谢,

热天

大家好,

我想问一下您是否有办法将ABAQUS标准中的瑞利阻尼调整到考虑的频率范围。是否有可能在单个输入文件中使用多个步骤,其中材料的属性每一步都改变?

提前非常感谢你

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大家好,我是粘弹性领域的新手。我有一个关于非线性本构关系的问题。

这种关系是否可以包含在有限元分析中?商业软件中使用哪个求解器(方案)来解决相应的时间相关问题?

李翔杨

你好,

我是一名博士生。我试图弄清楚在非线性粘弹性领域取得了什么样的进展,直到实验,或通过使用有限元和逆分析。我找不到最近发表的关于这个主题的最新的评论论文。如果有人能帮我提供这些信息,我将不胜感激。

谢谢你!

沙拉

杨丽香的照片

试图为粘弹性建模增加一些新的思路。

聚合物的粘弹性模型:时间、温度和静水压力依赖于过渡温度和压力下的杨氏模量和泊松比

链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167663621000922#bib38

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