Coupled and uncoupled constitutive equations of linear elasticity and viscoelasticity of orthotropic materials

• Autorzy: Klasztorny M.

Warianty tytułu

PL

Sprzężone i niesprzężone równania konstytutywne liniowej sprężystości i lepkosprężystości materiałów ortotropowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study concerns the linear elastic and viscoelastic constitutive modelling of homogeneous orthotropic solid bodies. The considerations are based on well-known coupled standard/inverse constitutive equations of elasticity. The author has derived new uncoupled standard/inverse constitutive equations of elasticity, new uncoupled standard/inverse constitutive equations of viscoelasticity, and new coupled standard/inverse constitutive equations of viscoelasticity of orthotropic materials. A homogeneous orthotropic material is deseribed by 9 elastic and 18 viscoelastic constants, clearly interpreted physically. Simpler materials, i.e. monotropic and isotropic solid bodies, are also considered. In addition, the separation of shear and bulk strains in the uncoupled constitutive equations of elasticity has been examined numerically for exemplary materials.

PL

Praca dotyczy modelowania konstytutywnego jednorodnych ortotropowych ciał stałych w zakresie linowym, sprężystym i lepkosprężystym. Podstawą rozważań są znane sprzężone standardowe/odwrotne równania konstytutywne liniowej sprężystości tych materiałów. Wyznaczono niesprzężone standardowe/odwrotne równania konstytutywne liniowej sprężystości, sformułowano niesprzężone standardowe/odwrotne równania konstytutywne liniowej lepkosprężystości, a następnie wyznaczono sprzężone standardowe/odwrotne równania konstytutywne liniowej lepkosprężystości ortotropowych ciał stałych. Jednorodny materiał ortotropowy opisano za pomocą 9 stałych sprężystości i 18 stałych lepkosprężystości z podaniem przejrzystej interpretacji fizycznej tych stałych. Rozważono również przypadki szczególne materiału monotropowego i izotropowego. Dodatkowo, przetestowano numerycznie rozdzielenie odkształceń postaciowych i objętościowych w przypadku niesprzężonych równań konstytutywnych sprężystości materiałów ortotropowych i monotropowych.

Słowa kluczowe

EN

solid body; orthotropy; constitutive modelling; elastic properties; viscoelastic properties

PL

ciało stałe; ortotropia; modelowanie konstytutywne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 46 nr 1
• Strony: 3--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Klasztorny M.

• Faculty of Mechanical Engineering, Military University of Technology, Warsaw, Poland,

Bibliografia

• 1. Aboudi J., 1990, Micromechanical characterization of the non-linear viscoelastic behaviour of resin matrix composites, Composites Science and Technology, 38, 4, 371-386
• 2. Daniel I.M., Ishai O., 1994, Engineering Mechanics of Composite Materials, Oxford University Press, New York-Oxford
• 3. Ferry J.D., 1970, Viscoelastic Properties of Polymers, J. Wiley & Sons, Inc., New York
• 4. Garbarski J., 1990, Description of Linear Viscoelasticity Phenomena in Constructional Polymers, Warsaw University of Technology Publishers, Warsaw [in Polish]
• 5. Holzapfel G.A., Gasser T.C., 2001, A viscoelastic model for fiber-reinforced composites at finite strains: continuum basis, computational aspects and applications, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 190, 4379-4403
• 6. Jones R.M., 1975, Mechanics of Composite Materials, McGraw-Hill Book Co
• 7. Klasztorny M., 2004a, Constitutive modelling of resins in compliance domain, J. Mechanics of Composite Materials, 40, 4, 349-358
• 8. Klasztorny M., 2004b, Constitutive modelling of resins in stiffness domain, J. Mechanics of Composite Materials, 40, 5, 443-452
• 9. Papanicolaou G.C., Zaoutsos S.P., Cardon A.H., 1999, Prediction of the non-linear viscoelastic response of unidirectional fiber composites, Composites Science and Technology, 59, 1311-1319
• 10. Papanicolaou G.C., Zaoutsos S.P., Kontou E.A., 2004, Fiber orientation dependence of continuous carbon/epoxy composites nonlinear viscoelastic behaviour, Composites Science and Technology, 64, 2535-2545
• 11. Sobotka Z., 1980, Two-dimensional rheological models for simple and fibre-reinforced viscoelastic materials, Acta Technica CSAV, 25, 5, 608-635
• 12. Timoshenko S., Goodier J.N., 1951, Theory of Elasticity, 2nd Edn., New York-Toronto-London, Mc Graw-Hill Book Company, Inc.
• 13. Tsai S.W., 1987, Composites Design, IV Edn. Think Composites, Dayton
• 14. Zaoutsos S.P., Papanicolaou G.C., Cardan A.H., 1998, On the non-linear visoelastic behaviour of polymer-matrix composites, Composites Science and Technology, 58, 883-889