A rheological model of polymeric materials and identification of its parameters

• Autorzy: Klasztorny M. , Wilczyński A. , Witemberg-Perzyk D.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A new rheological model of polymeric materials has been proposed, based on experimental data concerning creep of tensile samples. A mechanical model of the material consists of four elements connected in series, formulated by Hooke, Wilczyński, Kelvin and Newton. Constitutive equations of rheology of the polymeric material have been formulated, both in uncoupled and coupled form, with the analitycal generating functions weel-fitting the experiments. A method for the identification of the elastic, viscoelastic and viscous material constans, based on the creep of the tensile samples, has been developed and computerised. The introductory experiments have been carried out on samples made of POLIMAL 109 polyester resin and the results of identification of the material constans have been given.

PL

Model reologiczny materiałów polimerowych oraz identyfikacja jego parametrów. Zaproponowano nowy model reologiczny materiałów polimerowych, oznaczony symbolem H-W-K-N. Model machaniczny materiału składa się z czterech elementów połączonych szeregowo, sformułowanych przez Hooke'a, Wilczyńskiego, Kelvina i Newtona. Sformułowano równania konstytutywne reologii opisujące model H-W-K-N, w postaci niesprzężonej i sprzężonej, z funkcjami tworzącymi dobrze aproksymującymi eksperymentalne przebiegi pełzania. Opracowano metodę identyfikacji 14 stałych materiałowych, opisujących model H-W-K-N. Algorytm identyfikacji zaprogramowano w języku PASCAL. Podano wyniki identyfikacji stałych materiałowych żywicy polestrowej (POLIMAL 109), bazujące na pomiarach pełzania wzdłużnego i poprzecznego próbek przy rozciąganiu jednokierunkowym.

Słowa kluczowe

EN

polymers; rheology; constitutive equations; combined numerical and experimental methods

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 39 nr 1
• Strony: 13--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Klasztorny M.

• Institute of Mechnaics and Design, Warsaw University of Technology

autor

Wilczyński A.

• Institute of Mechnaics and Design, Warsaw University of Technology

autor

Witemberg-Perzyk D.

• Institute of Mechnaics and Design, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. DANIEL L.M., ISHAI O., 1994, Engineering Mechanics of Composite Materials, Oxford Univ. Press, New York-Oxford.
• 2. KLASZTORNY M., WILCZYŃSKI A.P., 2000, Consitutive Equations of Visco-elasticity and Estimation of Viscoelastic Parameters of Unidirectional Fibrous Polymeric Composites, J. of Composite Materials, 34, 19, 1624-1639.
• 3. KLASZTORNY M., WILCZYŃSKI A.P., WITEMBERG-PERZYK D., 2000, A New Rheological Model of Polymeric Matrices and its Application to Predicting Properties of Fibrous Composites, Proc. 7th Int. Conf. on Computer Methods in Composite Materials and Structures, CADCOMP'2000, in W.P. Wilde et al. (edit.), Advances in Composite Materials and Structures, 125-141, Boston, WIT Press.
• 4. OCHELSKI S., 1997, Measurements of Properties of Composites (in Polish), Proc. National School of Composites on Fundamentals of Mechanics of Polymeric Composites, 59-113.
• 5. RABOTNOV JU.N., 1966, Creep of Elements of Structures (in Russian), Nauka, Moscov.
• 6. WILCZYŃSKI A.P., 1968, Selected Problems of Testing of Mechanical Properties of Linearly Elastic Solids (in Polish), Wydawnictwo PW, Warszawa.
• 7. WILCZYŃSKI A.P., 1978, The Fractional Exponential Function as a Master Function for Mechanical Behaviour of Plastics, Proc. SPE 3-th ANTEC, 220-221.
• 8. WILCZYŃSKI A.P., 1984, Mechanics of Polymers in Engineering Practice, (in Polish), WNT, Warszawa.
• 9. WILCZYŃSKI A.P., 1996a, Polymeric Fibrous Composites, (in Polish), WNT, Warszawa.
• 10. WILCZYŃSKI A.P., 1996b, Viscoelasticity of Fibrous Polymeric Composites: a Theoretical Approach, Proc. 3rd Int. Conf. on Composites Eng., ICCE/3, 927-928.
• 11. WILCZYŃSKI A.P., 1997, Fibrous Polymeric Composites. Numerical Methods in Modelling Material (in Polish), Zeszyty Naukowe Kat. Mech. Stos. Politechniki Śląskiej, XXXVI Symp. Modelowanie w Mechanice, 3, 293-297.