Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 118

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 6 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  viscoelasticity
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 6 next fast forward last
EN
Phononic Crystals are receiving rising attention in the field of modern acoustic materials. PCs are artificial structures of periodically arranged scatterers. Such a structure enables creating a band gap in which, due to the Bragg diffraction phenomenon, vibrations are restrained or even forbidden. In this paperwork, the fluid-fluid PC is tested and simulated - the scatterers are constructed of water cylinders with an ethylene propylene diene monomer coat (EPDM - a hyperelastic rubber) and are embedded in air. The band gap is calculated to emerge in the audible range of frequency. Every simulation is performed with the use of the finite element method.
EN
Moisture sorption is one of the most important destruction factors for colloidal capillary-porous exhibits in museums (painting, clothing etc.), which is dependent on microclimate in museum rooms. The analysis of moisture sorption properties, kinetics of sorption and swelling of textile museum exhibits is carried out. Isotherms of desorption of viscose and woollen yarns and fabrics of different density (and threads of them) are identical. The analysis of the isotherms of fabrics of various fibre cloths and threads of them shows that they all are similar in shape to the curves and have the form typical for leading capillary-porous bodies. The hysteresis loop for almost all tissues is observed throughout the range of relative humidity of the medium. In this work, the characteristics of the hysteresis loop (area, limited by it, length of the loop), which are of informational significance in the description of the processes of isothermal sorption-desorption of the materials mentioned above, are indicated. The research results allow optimizing of microclimate control in museum rooms for elimination of destruction of exhibits, improve the safety of storage and ensure the hygiene of the air indoor environmental.
EN
In this study, the instability of Walters’ (model B’) viscoelastic fluid in a Darcy-Brinkman-Boussinesq system heated from below saturating a porous medium in electrohydrodynamics is considered. By applying the linear stability analysis and normal modes, the dispersion relations accounting for the effect of Prandtl number, electric Rayleigh number, Darcy number, Brinkman-Darcy number, Taylor number and kinematic viscoelasticity parameter is derived. The effects of electric Rayleigh number, Darcy number, Brinkman-Darcy number and Taylor number on the onset of stationary convection have been investigated both analytically and graphically.
EN
In this work, the response of a PE100 pipe under transient events following pump failure is numerically investigated. The developed numerical model was based on the generalized Kelvin-Voigt model and the Vitkovsky et al. formulation. The method of characteristics (MOC) was used for numerical discretization. The relevance of an unsteady friction term in the pressure wave damping was analyzed. Pressure and circumferential stress responses indicated high rates in the pressure waves damping for the PE100 pipe. Through a parametric study, it was shown that the HDPE pipe may serve in damping and dispersing pressure waves without the need for additional protection devices.
EN
In this paper, we consider a nonlinear quasilinear system of two coupled viscoelastic equations and investigate the asymptotic behavior of this system. We establish an explicit and general formula for the energy decay rates. Our result allows a wider class of relaxation functions, which improves earlier results existing in the literature.
EN
The paper presents the impact of carrageenan addition on rheological characterisation of some hydrocolloid aqueous solutions during stirring with rotational speed changes. Carboxymethyl cellulose, guar gum and xanthan gum were used. Measurements were conducted in a vessel equipped with an anchor stirrer under rotational speed increase and decrease conditions, equivalent to a hysteresis loop rheological test. Rheological parameters were calculated using the power-law equation. It was found that a carrageenan addition generally causes a reduction of liquid apparent viscosity and time-dependent rheological behaviour intensification, with some exceptions.
PL
Praca dotyczy modelowania konstytutywnego izotropowych materiałów Iepkosprężystych zarówno w zakresie małych, jak i dużych deformacji. Omówienie zagadnień związanych z modelowaniem konstytutywnym materiałów reologicznych rozpoczyna się od prezentacji wybranych jednowymiarowych modeli ciał stałych i cieczy reologicznych ze zwróceniem szczególnej uwagi na ich cechy charakterystyczne i sposób postępowania przy ich implementacji numerycznej w standardowych algorytmach numerycznych zarówno w sformułowaniu całkowym, jak i w sformułowaniu bezpośrednim. Następnie modele te zostały uogólniane do relacji trójwymiarowych przez wykorzystanie dekompozycji stanu naprężenia i odkształcenia na części kulistą i dewiatorową. Opis modeli lepkosprężystości małych odkształceń uzupełniany jest przez rozważania dotyczące sposobu wyznaczania parametrów materiałowych modeli przy wykorzystaniu metod optymalizacji nieliniowej. Parametry wyznaczane są dla wybranych lepiszczy asfaltowych, ale przedstawiony sposób postępowania jest uniwersalny i może być stosowany przy wymaczaniu parametrów materiałowych innych materiałów, a w szczególności mieszanek mineralno-asfaltowych. Prezentowane relacje konstytutywne są stosowane do modelowania zachowania materiałów drogowych z asfaltem w szerokim zakresie temperatury i częstotliwości. Zaproponowanie relacji konstytutywnej, która dobrze odwzorowuje eksperyment przy jednej ustalonej wartości temperatury i prędkości deformacji nie stanowi większego problemu. Problemem badawczym jest proponowanie relacji konstytutywnych wraz ze sposobem wyznaczenia ich parametrów materiałowych pozwalających na poprawne modelowanie zachowania materiału w pewnym zakresie częstotliwości (prędkości deformacji) i temperatury. Zastosowanie relacji konstytutywnych małych odkształceń zostało prezentowane na przykładzie wyznaczenia właściwości efektywnych niejednorodnego kompozytu mieszanki mineralno-asfaltowej. W zagadnieniach brzegowych rozwiązywanych przy zastosowaniu metody elementów skończonych i programu ABAQUS (z własną implementacją modelu konstytutywnego lepkosprężystości) kruszywo jest modelowane relacjami liniowej sprężystości, zaś mastyks relacjami lepkosprężystości. Na podstawie tych obliczeń sformułowano podstawowe wnioski. Pierwszy z nich dotyczy anizotropii cech mechanicznych mieszanki mineralno-asfaltowej, zaś drugi stanowi motywację formułowania relacji konstytutywnych lepkosprężystości w ramach teorii dowolnych deformacji. Lokalne odkształcenia wewnątrz niejednorodnej struktury betonu asfaltowego są nawet kilkadziesiąt razy większe niż odkształcenia średnie. Oznacza to, że już przy odkształceniach spotyka w nawierzchniach drogowych, lokalnie wewnątrz struktury kompozytu wartości odkształceń i przekraczają zwyczajowe ograniczenia dla teorii małych odkształceń. Motywację stosowania teorii dowolnych deformacji dodatkowo wspiera interpretacja podstawowych testów doświadczalnych prowadzonych w laboratoriach drogowych na lepiszczach drogowych w reometrach dynamicznego ścinania (DSR). W teście skręcania próbek walcowych zlepiszcza asfaltowego można obserwować wystąpienie siły osiowej, jaka towarzyszy reakcji w pc momentu skręcającego. Teoria małych odkształceń niezależnie od wybranych relacji konstytutywnych przeanduje w tym teście zerową siłę osiową. W pracy przedstawiono interpretację testu skręcania w ramach teorii dowolnych deformacji, przy zastosowaniu relacji konstytutywnych hipersprężystości, lepkohipersprężystości i lepkosprężystości dużych deformacji. Wskazano, że w przypadku lepiszczy modyfikowanych, wysokomodyfikowanych i lepiszczy gumowo-asfaltowych zastosowanie relacji konstytutywnych hipersprężystości materiałów nieściśliwych jest w wielu sytuacjach wystarczające: Proponowane relacje konstytutywne hipersprężystości z funkcjami jednostkowej energii sprężystości zależnymi od pierwszego niezmiennika deformacji izochorycznej poprawnie przeandują zachowanie materiału w teście skręcania próbek walcowych w reometrze DSR. Zaproponowano niestandardowe testy doświadczalne, które mogą być przeprowadzane przy wykorzystaniu standardowego reometru DSR z pomiarem siły osiowej i pozwalają na jeszcze lepsze poznanie zachowania materiału. Są to: test jednoosiowego rozciągania i test jednoosiowego ściskania bek, które w konfiguracji odniesienia mają kształt walca. Przeprowadzono testy doświadczalne dla lepiszcza 65/105-60, które następnie poddano obróbce statystycznej i zaprezentowano w formie wykresów oraz w formie tabelarycznej. W przypadku tych testów przeprowadzono także symulacje numeryczne, w których potwierdzono przydatność modeli konstytutywnych hipersprężystości do modelowania lepiszczy drogowych. Szczególnie ciekawe wyniki uzyskano w przypadku testu ciągania, w którym dla znacznych deformacji obserwuje się zmianę przekroju rozciąganej próbki z kołowego na przekrój o charakterystycznych zafalowaniach. Tego typu zachowanie obserwuje się także w trakcie eksperymentów. Zachowanie to jest konsekwencją niejednoznaczności rozwiązań dla teorii dużych deformacji i może być interpretowane jako pewnego rodzaju niestabilność przy rozciąganiu. W dalszej części pracy przedstawiono sposób implementacji numerycznej relacji lepkohipersprężystości z rozwinięciem w szereg Prony’ego funkcji relaksacji dla części kulistej i dewiatorowej stanu odkształcenia. Model ten zasługuje na szczególną uwagę, gdyż pozwala na przeniesienie doświadczeń z wyznaczaniem parametrów materiałowych modelu z teorii małych odkształceń do teorii dużych deformacji, przy jednoczesnym umożliwieniu stosowania dowolnych relacji konstytutywnych hipersprężystości. Dla porównania przedstawiono dwa modele konstytutywne lepkosprężystości dużych deformacji w niejawnym sformułowaniu bezpośrednim, tj. model Filograny i model Narayana, które zostały zaproponowane w ostatnich latach w literaturze do stosowania przy modelowaniu lepiszczy asfaltowych. Modele te doskonale odwzorowują eksperymenty dla jednej ustalonej wartości temperatury i prędkości deformacji, a rozszerzenie zakresu ich stosowalności jest utrudnione (szczególnie w przypadku modelu Narayana), gdyż parametry materiałowe wchodzą do relacji konstytutywnej w sposób nieliniowy. Kolejnym problemem okazuje się implementacja numeryczna, która w każdym z przypadków musi być niestandardowa. Relacje konstytutywne obydwu modeli zaimplementowano w systemie Mathematica, co pozwoliło na ich szczegółowe zbadanie i sformułowanie wniosku, że zwłaszcza propozycja Narayana nie spełnia oczekiwań ze względu na trudność implementacji, jak i wyznaczenia parametrów. Należy podkreślić, że proponowane relacje konstytutywne powinny być podawane wraz ze sposobem wyznaczenia parametrów oraz analizą wrażliwości modelu na zmianę tych parametrów. Analizowane relacje konstytutywne hipersprężystości i lepkohipersprężystości zastosowano w zagadnieniu rozciągania elementu niejednorodnego w płaskim stanie odkształcenia do modelowania zachowania betonu asfaltowego.
EN
The study deals with constitutive modelling of isotropic, visco-elastic materials in accordance with small and large deformation theory. The presentation of the issues connected to constitutive modelling of rheological materials starts with an analysis of some chosen unidirectional models of solids and rheological fluids with special attention paid to their characteristic features and numerical implementation in standard numerical algorithms in integral and direct formulations. In the next step, such models are generalized to three dimensional constitutive models using stress and strain tensor decomposition onto spherical and deviatoric parts. The description of the visco-elasticity constitutive models is supplemented with considerations that take into account the determination of model’s parameters with non-linear optimization methods. The parameters are determined for chosen asphalt binders, but the presented approach is quite universal and may be used for determination of parameters of different materials, especially mineral-asphalt mixes. The presented constitutive models are used for modelling of materials based on asphalt in a wide range of temperature and frequency. Proposing the constitutive relationship properly reproducing experimental test results assuming one temperature and one value of velocity of deformation is not a problem nowadays. On the other hand, the research problem is to propose of the constitutive relationship together with the explicit method of parameter determination, allowing to predict the behaviour of the material in some range of frequency (deformation velocity) and temperature. The application of the constitutive relationships derived for the small deformation theory is presented on the example of effective properties determination for a mineral-asphalt mix composite. In boundary value problems solved with the finite element method and ABAQUS software (with own implementations of visco-elasticity constitutive relationships), the aggregate is modelled with the linear elasticity model, while for the mastic, the visco-elasticity model is applied. On the basis of these results the basic conclusions are formulated. The first conclusion is connected with anisotropy of mechanical properties of asphalt mix material, while the second one is a motivation for formulation of visco-elasticity constitutive relationships in terms of continuum mechanics (large deformation theory). Local strains in non-homogenous structure of the asphalt concrete are even a few dozen times higher than average strains of the sample. Consequently, it means that even for the deformations encountered in road pavements, inside the material structure the strain values locally exceed the usual limits for the small deformations theory. The motivation to use large deformation theory is additionally supported by the interpretation of basic experimental tests carried out in road laboratories on asphalt binders with a dynamic rotational rheometer (DSR). In the torsion test of cylindrical samples made from binder, the axial force appears as an effect additional to torsional moment. The small deformation theory, regardless of the selected constitutive relationships, provides zero force in this test. The work presents the interpretation of this test as a large deformation theory problem, with the use of hyperelasticity, visco-hyperelasticity and visco-elasticity of large deformations constitutive relationships. It was indicated that in the case of: modified, highly modified and rubber-asphalt binders, the use of constitutive relations of hyperelasticity of incompressible materials is already sufficient in many situations. The proposed constitutive relationships of hyperelasticity with the stored strain energy functions dependent on the first invariant of isochoric deformation, correctly predict the material’s behaviour in the torsion test carried out in the DSR rheometer. Non-standard experimental tests have been proposed to be carried out with a standard DSR rheometer which can measure axial force and allows even better understanding of the material’s behaviour. These tests are: uniaxial tensile test and uniaxial compression test for samples that have the shape of a cylinder in the reference configuration. Experimental tests were carried out for binder 65/105-60, which were then subjected to statistical processing and presented in the form of graphs (and in tables). In the case of these tests, numerical simulations were also carried out, in which the usefulness of constitutive hyperelasticity models for modelling road binders was confirmed. Particularly interesting results were obtained in the case of a tensile test in which, for significant deformations, a change in the cross-section shape was observed. Circular cross-section changes its shape into a polygon with wavy edges. It should be emphasized that this type of behaviour was also observed during the experiments conducted. The behaviour of the kind is a consequence of the non-uniqueness of solutions for the large deformation theory and can be interpreted as a kind of instability even in tension test. The next part of the work presents the method of numerical implementation of the visco-elasticity relationship with the expansion to Prony series of the relaxation function for the spherical and deviatoric part of the deformation state. This model deserves special attention because it allows to transfer experience in determining material parameters of the model from the small to the large deformation theory, together with the possibility to use my constitutive relationship of hyperelasticity. For comparison, the two constitutive models of visco-elasticity for large deformation, namely in the direct formulation, Filograna’s and Narayan’s models have been presented. These models were recently proposed for asphalt binder modelling. These models perfectly match experiments for one fixed temperature and deformation velocity value, and extension of the scope of their applicability is difficult (especially in the case of the Narayan’s model), because material parameters go into the constitutive relation in a nonlinear manner. Another problem is the numerical implementation, which in case of both models is non-standard. The constitutive relationships of both models were implemented in the Mathematica system, which allowed their detailed examination and formulation of the conclusion that, in particular, the proposal of Narayana does not meet expectations due to the difficulty of implementation and parameters determination. The proposed constitutive relations should be given together with the method determining the parameters and the analysis of the model’s sensitivity to the change of these parameters. The analyzed constitutive relations of hyperelasticity and visco-hyperelasticity were applied in the problem of non-uniform element stretching in a plane strain case, which may be treated as a presentation of the real behaviour of an asphalt mix.
8
Content available remote Thermal instability analysis of an elastico-viscous nanofluid layer
EN
The purpose of this paper is to study the thermal instability analysis of an elastico-viscous nanofluid layer heated from below. The Rivlin-Ericksen type fluid model is used to describe the rheological behavior of an elastico-viscous nanofluid. The linear stability criterion for the onset of both stationary and oscillatory convection is derived by applying the normal model analysis method. The presence of nanoparticles enhances the thermal conductivity of the fluid, and the model used for the nanofluid incorporates the effects of Brownian motion and thermophoresis. The effect of the physical parameters of the system, namely the concentration Rayleigh number, Prandtl number, capacity ratio, Lewis number, and kinematic visco-elasticity coefficient, on the stability of the system is numerically investigated. In addition, sufficient conditions for the non-existence of oscillatory convection are reported.
EN
Fractional calculus considers derivatives and integrals of an arbitrary order. This article focuses on fractional parallel Scott-Blair model of viscoelastic biological materials, which is a generalization of classic Kelvin-Voight model to non-integer order derivatives suggested in the previous paper. The parallel Scott-Blair model admit the closed form of analytical solution in terms of two power functions multiplied by Debye type weight function. To build a parallel Scott-Blair model when only discrete-time measurements of the relaxation modulus are accessible for identification is a basic concern. Based on asymptotic models a two-stage approach is proposed for fitting the measurement data, which means that in the first stage the data are fitted by solving two dependent, but simple, linear least-squares problems in two separate time intervals. Next, at the second stage of the identification procedure the exact parallel Scott-Blair model optimal in the least-squares sense is computed. The log-transformed relaxation modulus data is used in the first stage of identification scheme, while the original relaxation modulus data is applied for the second stage identification. A complete identification procedure is presented. The usability of the method to find the parallel Scott-Blair fractional model of real biological material is demonstrated. The parameters of the parallel Scott-Blair model of a sample of sugar beet root, which very closely approximate the experimental relaxation modulus data, are given.
EN
Fractional calculus is a mathematical approach dealing with derivatives and integrals of arbitrary and also complex orders. Therefore, it adds a new means to understand and describe the nature and behavior of complex dynamical systems. Here we use the fractional calculus for modeling mechanical viscoelastic properties of materials. In the present work, after reviewing some of the main viscoelastic fractional models, a new parallel model is employed, connecting in parallel two Scott-Blair models with additional multiplicative weight functions. The model is presented in terms of two power functions weighted by Debye-type functions extend representation, understanding and description of complex systems viscoelastic properties. Monotonicity of the model relaxation modulus is studied and some upper bounds for the minimal time value, above which the model relaxation modulus is monotonically decreasing are given and compared both analytically and numerically. The comparison with the results of relaxation tests executed on some real phenomena has shown that the parallel Scott-Blair model involving fractional derivatives has been in a good agreement.
EN
This article focuses on the relaxation spectrum of fractional Maxwell model, which is a generalization of classic viscoelastic Maxwell model to non-integer order derivatives. The analytical formula for the spectrum of relaxation frequencies is derived. Theoretical analysis of the relaxation spectrum monotonicity is conducted by using simple analytical methods and illustrated by means of numerical examples. The necessary and sufficient conditions for the existence and uniqueness of the maximum of relaxation spectrum are stated and proved. The analytical formulas for minimum and maximum of the relaxation spectrum are derived. Also, a few useful properties concerning the relaxation spectrum monotonicity and concavity are given in the mathematical form of simple inequalities expressed directly in terms of the fractional Maxwell model parameters, which can be used to simplify the calculations and analysis.
EN
The paper deals with propagation of SH waves in a viscoelastic layer over a couple stress substrate with imperfect bonding at the interface. A dispersion equation of SH waves in a viscoelastic layer overlying the couple stress substrate with an imperfect interface between them has been obtained. Dispersion equations for propagation of SH waves with perfectly bonded interface and slippage interface between two media are also obtained as particular cases. Effects of the degree of imperfectness of the interface are studied on the phase velocity of SH waves. The dispersion curves are plotted and the effects of material properties of both couple stress substrate and viscoelastic layer are studied. The effects of internal microstructures of the couple stress substrate in terms of characteristic length of the material are presented. The effects of heterogeneity, friction parameter and thickness of the viscoelastic layer are also studied on the propagation of SH waves.
EN
On the basis of viscoelastic theory of textile material, the viscoelastic solid model consisting of a spring element and viscous element either in series or parallel is one of the most useful research models to study the mechanical behaviour of fabrics. This paper presents a method to study the bending behaviour of wool/polyester fabrics using a model consisting of the three-element model in parallel with a sliding element on the assumption that the internal frictional moment is a constant during the bending processes. From the needs of practical study, a testing method has been presented to study the bending behaviour of wool/polyester fabrics using a KES-FB3 compression tester. A comparison and analysis of the experimental results and theoretical predictions indicate that the agreement between them is satisfactory.
PL
Lepkosprężysty model bryłowy składający się z elementu sprężystego i elementu lepkiego, w układzie szeregowym lub równoległym, jest jednym z najbardziej użytecznych modeli służącym do badania mechanicznego zachowania się tkanin. W pracy przedstawiono metodę badania zachowania się zginanych tkanin wełniano-poliestrowych za pomocą modelu składającego się z trój-elementowego modelu równoległego z elementem przesuwnym przy założeniu, że wewnętrzny moment tarcia jest stały podczas procesów gięcia. Na podstawie praktycznych badań przedstawiono metodę badania zachowania się gięcia tkanin wełniano-poliestrowych przy użyciu testera kompresji KES-FB3. Stwierdzono zadowalającą zgodność między wynikami eksperymentów a przewidywaniami teoretycznymi.
14
PL
Ścięgna mogą być czasowo lub trwale uszkodzone w warunkach nadmiernego obciążenia lub obciążenia przyłożonego z dużą szybkością. Z punktu widzenia decyzji chirurga istotnym jest przewidywanie intensywności uszkodzeń ścięgien. Można to zrobić poprzez określenie i zrozumienie odpowiedzi mechanicznej i rodzajów uszkodzeń ścięgien pod wpływem działania obciążenia. Jedną z ważnych cech ścięgien jest histereza mechaniczna, która określa zdolność ścięgna do rozpraszania energii, co oznacza, że napięcie mięśni nie jest w pełni przenoszone na szkielet. Badania przeprowadzono w celu określenia histerezy mechanicznej w modelu ścięgien wieprzowych w warunkach cyklicznego obciążenia w próbie quasi-statycznego rozciągania. Wykonano dziesięć cykli obciążenia- -odciążenia w teście quasi-statycznego rozciągania dla trzech poziomów maksymalnego obciążenia: 50 N, 100 N i 150 N. Dla każdego poziomu obciążenia zarejestrowano trzy pętle histerezy (pierwszą, piątą, dziesiątą) i na ich podstawie obliczono wartości energii dyssypacji i histerezy mechanicznej. Średnie wartości energii rozpraszania wyniosły 4,4 ±0,7 mJ, 19,7 ±3,7 mJ, 23,9 ±3,9 mJ odpowiednio dla poziomów obciążenia 50, 100 i 150 N. Między piątym a dziesiątym cyklem, dla których zaobserwowano stabilizację energii rozproszonej, wartości te wynosiły od 22 do 32%, co stanowiło połowę wartości histerezy dla pierwszego cyklu. Zaobserwowano wpływ zastosowanych obciążeń na wartości, zarówno energii dyssypacji, jak i energii zwróconej. Wpływu tego nie zaobserwowano na wartość histerezy mechanicznej.
EN
Tendons may be temporarily or permanently damaged under conditions of excessive high-rate loading. It is important for surgery decisions to predict the intensity of tendons injures. It can be done by the determination and understanding of the mechanical response and the failure modes of tendons under loading. One of the important issues concerned with tendons is mechanical hysteresis, demonstrating the ability of the tendon to dissipate energy, which indicates that the muscular tension is not fully transmitted to the skeleton. The aim of the study was to determine mechanical hysteresis of porcine tendons model under cyclic loading in the quasi-static tensile test. Repeated ten loading-unloading cycles in the quasi-linear tensile test were made for three levels of the maximal load: 50 N, 100 N and 150 N. Three hysteresis loops for each level of load were registered (1st, 5th, 10th) and used for calculation the values of energy dissipation and mechanical hysteresis. The mean values of energy dissipation were 4.4 ±0.7 mJ, 19.7 ±3.7 mJ, 23.9 ±3.9 mJ for load levels 50, 100 and 150 N, respectively. Between fifth and tenth cycle for which the stabilization of the mechanical hysteresis was observed, its values were between 22 and 32%, what was about half of the hysteresis value for the first cycle. The influence of the applied loads on the values of both the energy of dissipation and the returned energy can be seen but the value of mechanical hysteresis is independent of load levels.
EN
A Kelvin-Voigt model consisting of a spring and a dashpot in parallel was applied for the viscoelastic characterization of solid rocket propellants. Suitable values of spring constants and damping coefficients were employed by a least squares fit of the errors to generate creep curves using a Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) for composite solid propellants. Three different composite propellant formulations based on HTPB/AP/Al having burning rates of 5 mm/s, 15 mm/s and 20 mm/s were tested under different stress levels varying from 0.1 MPa to 3 MPa and at different temperatures varying from 35 °C to 85 °C. Creep behavior with recovery was studied and analyzed to evaluate the viscoelastic properties. The change in spring constants, representing elastic deformation, was very small compared to the damping coefficients for the propellants studied. For a typical propellant formulation, when the stress level was increased, the spring and damping coefficient both increased significantly whereas for an increase in temperature, they remained nearly constant. However, the ratio E/η was observed to be constant and independent of stress level. It was also observed that the variation of E and η varied linearly with increase in stress whereas their ratio showed a logarithmic variation. A mathematical correlation was developed to evaluate the viscoelastic properties during creep of composite propellants.
EN
Analytical and numerical nonlinear solutions for rotating variable-thickness functionally graded solid and annular disks with viscoelastic orthotropic material properties are presented by using the method of successive approximations.Variable material properties such as Young’s moduli, density and thickness of the disk, are first introduced to obtain the governing equation. As a second step, the method of successive approximations is proposed to get the nonlinear solution of the problem. In the third step, the method of effective moduli is deduced to reduce the problem to the corresponding one of a homogeneous but anisotropic material. The results of viscoelastic stresses and radial displacement are obtained for annular and solid disks of different profiles and graphically illustrated. The calculated results are compared and the effects due to many parameters are discussed.
EN
In this paper, ionic gelation method was adopted to produce nanocapsules (CNs) encapsulated tuberose fragrance with chitosan (CS) and sodium tripolyphosphate (TPP) as wall materials. The effects of CS/TPP mass ratio, pH value of CS solution, molecular mass of CS and tuberose fragrance (TF) concentration on particle size and particle size distribution (PDI) of chitosan nanocapsules encapsulated tuberose fragrance (CNTs) were investigated systematically. CNTs were characterized by dynamic light scattering (DLS), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analyzer (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The results showed that CNTs were successfully prepared. The optimum preparation conditions were as follows: CS/TPP mass ratio 5:1, pH of CS solution 4.0, and molecular mass of CS 150 kda. CNTs emulsions were also systematically investigated by steady-state shear and oscillatory shear measurements respectively. The rheological behaviors of CNTs were obtained.
EN
In this paper, we study thermal instability in a horizontal layer of Rivlin-Ericksen elasticoviscous nanofluid in porous medium. Brinkman model is used as a porous medium and RivlinEricksen fluid model is used to describe the rheological behavior of nanofluid. In the earlier model (Chand and Rana [18]), we constrained both temperature and nanoparticle volume fractions at the boundaries of Rivlin-Ericksen nanofluid layer. In this paper, we assume that the value of temperature can be constrained on the boundaries, while the nanoparticle flux is zero on the boundaries. The considered boundary condition neutralizes the possibility of oscillatory convection due to the absence of two opposing forces, and only stationary convection occurs, in which Rivlin-Ericksen elastico-viscous nanofluid behaves like an ordinary nanofluid. The effects of Lewis number, medium porosity, modified diffusivity ratio, Darcy-Brinkman number and concentration Rayleigh number in stationary convection are discussed analytically and numerically. The results of this study are in good agreement with the results published earlier.
PL
Właściwości mechaniczne tkanki skórnej są heterogeniczne, anizotropowe, nieliniowe i lepkosprężyste ze względu na jej niejednorodność oraz kompleksowość struktur. W artykule opisano badania relaksacji naprężeń świeżej tkanki skóry świńskiej dla różnych poziomów odkształcenia (5%, 10% i 15%). Próbki zostały pobrane z grzbietu zwierzęcia, równolegle oraz prostopadle w stosunku do jego długiej osi ciała. Statyczna próba rozciągania została przeprowadzona w celu scharakteryzowania parametrów mechanicznych skóry: moduł Younga dla równoległych/prostopadłych próbek wyniósł 11,5 ±2,5/19,0 ±2,1 MPa, wytrzymałość na rozciąganie 11,4 ±1,4/13,0 ±1,7 MPa, odkształcenie przy zniszczeniu 21,3 ±1,1/34,4 ±4,7 mm. Różne kierunki pobrania próbek wpłynęły na właściwości lepkosprężyste. Dla próbek prostopadłych zostały osiągnięte następujące poziomy naprężenia początkowego: dla 5% odkształcenia około 0,3 MPa w 30 s, dla 10% odkształcenia około 1,1 MPa w 60 s i dla 15% odkształcenia 2,3 MPa w 90 s. Naprężenie początkowe osiągnięte dla próbek równoległych dla 5% odkształcenia wyniosło 0,3 MPa w 30 s, dla 10% odkształcenia 0,4 MPa w 60 s, i dla 15% odkształcenia osiągnęło wartość 1 MPa w 90 s. Krzywe relaksacji miały różny zakres czasu relaksacji dla różnych poziomów odkształcenia. Czas relaksacji dla równoległych/ prostopadłych próbek dla różnych poziomów odkształcenia wyniósł: 5% - 90/100 s, 10% - 110/150 s, 15% - 1000/1600 s. Do matematycznego modelowania mechanicznych właściwości tkanki skórnej świni wykorzystano model QLV.
EN
Mechanical behavior of skin tissue is described as heterogeneous, anisotropic, nonlinear and viscoelastic because of its nonhomogeneous, complex structure. This paper reports the study stress relaxation behavior of fresh porcine tissue skin for different strain levels (5%, 10% and 15%). The samples were taken parallel and perpendicular to the long axis of the pig’s body, from dorsal area. The tensile test of skin samples was carried out to characterize mechanical parameters of skin material: Young's modulus for parallel/perpendicular samples was 11.5 ±2.5/19.0 ±2.1 MPa, tensile strength was 11.4 ±1.4/13.0 ±1.7 MPa, elongation at break was 21.3 ±1.1/34.4 ±4.7 mm. The different directions of sampling influenced the viscoelastic properties. The perpendicular samples achieved the following levels of initial stress: at 5% strain of about 0.3 MPa in 30 s, at 10% strain of about 1.1 MPa in 60 s and at 15% strain 2.3 MPa in 90 s. The initial stress reached by the parallel sample for 5% strain was 0.3 MPa in 30 s, at 10% strain was 0.4 MPa in 60 s, and for 15% strain reached a value of 1 MPa in 90 s. Relaxation curves had different time ranges of stress relaxation for different levels of strain. The time of relaxation for parallel/perpendicular samples for different strain levels was: 5% - 90/100 s, 10% - 110/150 s, 15% - 1000/1600 s. The QLV theory was used to the mathematical modeling mechanical behavior of porcine skin tissue.
EN
In this paper the combined effect of uniform rotation and AC electric field on the onset of instability in a horizontal layer of an elastico-viscous fluid stimulated by the dielectrophoretic force due to the variation of dielectric constant with temperature is studied. Walters’ (model B’) fluid model is used to describe rheological behaviour of an elastico-viscous fluid. The onset criterions for stationary and oscillatory convection are derived for the case of free-free boundaries. It is observed that Walters’ (model B’) fluid behaves like an ordinary Newtonian fluid and rotation has stabilizing influence whereas AC electric field has destabilizing influence on the stability of the system. The necessary condition for the occurrence of oscillatory convection is also obtained. The present results are in good agreement with the earlier published results.
first rewind previous Strona / 6 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.