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粘弹性

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利用对应原理,可以很容易地导出线性弹性-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?

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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在第12章“非线性粘弹性材料的蠕变和松弛”中列举了几个例子,同时指出,历史上对非线性材料的材料表征远远超过应力分析。

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谢谢你,米歇尔,

你关于多重积分粘弹性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,

我在过去十年的研究主要涉及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。

我对应力分析和粘弹性中更高级的主题的兴趣是最近才开始的,当我对压痕技术和与简单单轴或双轴拉伸相比的相关非均匀应力场非常感兴趣时开始的。

我主要使用分析粘弹性公式,主要强调积分方程在现实世界中的灵活性,不倾向于使用有限元素方法。我无法推荐比这更好的资源

Findley名词,名词;Onaran, K.和, W. J.非线性粘弹性材料的蠕变和松弛:线性粘弹性介绍

尽管我也非常喜欢Lakes的书“粘弹性固体”(CRC 1998),这是另一个很好的资源。

米歇尔

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我也在寻找粘弹性材料的分析应力分析。

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这就跟你问声好!米歇尔,

你认为我们可以把粘弹性和韧性联系起来吗??

罗希特

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韧性是指材料在受到应力时的抗断裂能力。它被定义为材料在破裂前每体积所能吸收的能量。
粘弹性材料在断裂过程中引起能量耗散,因此,在破裂前增加了能量。
所以你说的是对的。粘弹性材料比具有相同性质但没有粘弹性的材料更坚韧。

vicky.nguyen's picture

假设破坏过程是速率无关的(即固有断裂能量是恒定的),可以计算出体粘性耗散引起的能量释放率的增加。对于一个3参数(标准固体)模型,快速稳态扩展裂纹(无惯性)的能量释放率与E0/Einfity成比例,其中E0和Einfity是瞬时和平衡的杨氏摩尔度。

我下面的论文包含了很多关于这个主题的参考文献。

T.D. Nguyen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,Int。中国生物医学工程学报,2004,26(4):528 - 528。

阮涛(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是很典型的,因为塑性是一种增韧机制。然而,由于粘弹性过程是可恢复的——可能只是在相对于实验本身的时间尺度上——我们选择在观察软组织断裂时单独明确地解释粘弹性耗散。在这种情况下,我们减去了滞回线的粘弹性部分,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,我认为我们需要一段时间才能完全理解这是否比将两个参数集中在一起更有用。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没有直接关联,这支持了这是两个完全不同的概念。有关我们方法的详细信息,请参阅论文链接在这里

古普塔博士
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,你可能会希望看看这个帖子粘弹性接触由米歇尔·欧恩发起。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月已经联系。我想说这是iMechanica中最好的博客之一。万博manbetx平台

粘弹性被越来越多的人所关注,因为许多感兴趣的材料都具有这种特性:固体火箭推进剂、炸药、水凝胶聚合物、一些MEMS芯片、生物材料、高分子复合材料等。

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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

聚合物基复合材料的抗时变性能,http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/964

弹性体的本构模型,http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/1107

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与外界的联系:

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,磁滞回线的形状显示在维基百科的粘弹性Page是非实体的;如果有耗散发生,循环将不会以这种方式返回点(零,零)!例如,如果该回路用于位移/应变控制,卸载曲线将在x轴(y=0)的某个非零(正)值处撞击x轴。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。

(维基百科的粘弹性页面总体上需要清理;关于这个主题的基本概念,有比麻省理工学院网站的坏链接更好的参考资料。然而,是否值得努力去清理这个问题,而不是发布一个关于这个主题的更好的介绍的非wiki网站,也许是一个悬而未决的问题。)

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谢谢你指出来。

只有当图中坐标系的原点不是(0,0)时,才可以说它是正确的。

你好,米歇尔和亨利,

我的名字是百万。我是这个网站的新手。我对你们正在讨论的问题印象很好。我也开始在同一领域的研究,并认为将从您的讨论中受益良多。我对有限元建模更感兴趣,但也对粘弹性材料的非线性应力依赖行为更感兴趣。如果你们中有人也使用ABAQUS,能告诉我吗?

谢谢

Milliyon

当我向《冲击与振动》专论提交一篇评论文章“时间相关材料”时,W和B Pilkey,弗吉尼亚大学,savac, 1995, pp.253-284,我发现ABACUS包括一个组织良好的粘弹性能力和一个准备良好的手册,并相信ABACUS仍然是该主题有限元方法最熟练的软件。

作为自我介绍,请访问:材料加工技术杂志,文章第140卷(1903),1-5 .山田,材料力学,我看到和参与:回忆。

山田义明

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卷140 (2003),1-5

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米歇尔,

我正怀着极大的兴趣阅读您的论文(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。杂志,86:5625-5641,2006

我有个问题,对于线性粘弹性材料,体积模量K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。

那么我们能否得出泊松比也随时间变化的结论呢?

谢谢。

我想谈谈我对这个问题的看法。

体积模量K通常被认为与时间无关。这背后的原因在于假定所研究的材料是高度不可压缩的,具有较高的体模量值。如果材料是不可压缩的,那么它意味着位置比总是接近0.5,因此可以认为是时间无关的。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,因此只有一个与时间相关的函数G(t)。许多随时间变化的材料实际上是不可压缩的,或者只是轻微可压缩的,我在那篇论文中研究了不可压缩的情况和泊松比固定的情况。你可以假设在问题的设置中有两个独立的函数,它们都是随时间变化的,并且最近在这类问题上已经做了一些工作(例如,参见Cheng等人,2000年粘弹性材料的平冲孔压痕,J.聚合物科学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,为什么只考虑一个随时间变化的函数。

这导致E(t)和K(t)存在时间依赖函数,它们都通过泊松比的常数值(0.5或不是0.5,但仍然是常数)与G(t)直接相关。如果你假设K与时间无关G(t)和G(t)你会得到E(t)和(t)的时间相关函数它会比E(t)和K(t)函数稍微复杂一些就像我做的那样但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,推荐以下论文,因为它很有教学意义:

陆华,张旭,Knauss WG,单轴,剪切和泊松弛豫及其向体弛豫的转化: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,如果你只是在一维上测量标量,就很难测量两个独立的随时间变化的函数,因此将“所有随时间变化的函数集中到一个函数中”的简化通常不是一个坏方法。在这个阶段还需要注意,所有的粘弹性都是经验的!

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到你的最后一句话:

是否存在一种非经验的基于机理的粘弹性定律?

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在粘弹性材料中,泊松比不是随时间而恒定的,它可以随体积和剪切松弛作用的不同而增大或减小。例如,在聚合固体中,它会增加。

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

等待米歇尔

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拉普拉斯逆变换能直接应用于(3K-2G) / (6K+ 2G),K而且G分别是K和G在拉普拉斯变换空间中的表达式?

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wahmad

谁能告诉我在ABAQUS中是否有Eyring模型的三维源代码来模拟聚合物的非线性粘弹性?

如果不是我怎么能使用ABAQUS建模非线性粘弹性?有没有另一种使用弹簧和阻尼器的模型?

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。在这个领域有评论吗?

嗨Honglai,

我认为绕刚性球的粘弹性流动问题是由Sugeng和Tanner, 1986,J。非牛顿流体机械。, 20, 281-292。可能还有更近期的结果。

在我看来,这方面最好的文章是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,

我无意中看到了你关于粘弹性的博客。我的工作是黏弹性建模,最近是纤维组织的各向异性非线性黏弹性。我想就你的几个问题谈谈:

1)我喜欢Ferry的《聚合物的粘弹性》这本书。这是一个奇妙的力学和材料处理,结合了实验和建模。

2)许多聚合物的体模量确实随时间而变化。它经常被忽视,因为对于大多数材料来说,它的变化是2倍左右,而剪切模量可能会发生数量级的变化。另外,用实验方法来描述它更加困难。

3)如果你正在处理大变形或材料的蠕变/松弛速率取决于应力/应变,你应该考虑完全非线性处理。这些处理方法不假定应力响应具有可分离的时间依赖性和应变依赖性。这些问题无法通过分析来解决,但如果你感兴趣,请告诉我,我可以给你一些参考资料。

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

大家好,我在找张量粘弹性定律的发展
谢谢你!

我能知道更多关于张量定律粘弹性..,因为我已经开发了材料建模和位移因子估计。,对于粘弹性材料..,

问候
Chidu

你好,

我有这个困惑的想法已经很长时间了。

与时间无关的杨氏模量之间有什么关系吗
随时间变化的杨氏模量(瞬时和平衡
模还是损耗和存储模)?

如果是,用什么方程来联系它们?

这么多的术语让人困惑!

请帮助。

Wanbot

对于粘弹性材料,断裂能与速率有关。是否有一种分析方法可以从另一种速率(或温度)预测断裂能?

谢谢!

哈利

我们是否认为玻璃(硅酸盐玻璃)是一种粘弹性材料?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,

请问是否有办法将ABAQUS Standard中的Rayleigh阻尼调整到正在考虑的频率范围?是否有可能在一个输入文件中使用多个步骤,其中材料的属性逐级变化?

提前谢谢你

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大家好,我是黏弹性领域的新手。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。我想知道到目前为止在非线性粘弹性领域通过实验,或者通过FEM和反分析取得了怎样的进展。我找不到最近发表的关于这个主题的最先进的综述论文。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

试图为粘弹性模型添加一些新思路。

聚合物的粘弹性模型:时间、温度和静水压力取决于杨氏模量和泊松比跨越转变温度和压力

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

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