動粘彈性

物體振動時的粘彈性稱為動粘彈性。同時把單方向的應力一變形所表現的粘彈性，稱為靜粘彈性。對於單方向作用，即使應力一定，變形也會增大，容易使物體的內容結構發生變化從而難於測定其粘彈性，對粘彈性體採用動態測定法，如共振法或脈衝法。

基本介紹

• 中文名：動粘彈性
• 外文名：Dynamic viscoelastic
• 釋義：物體振動時的粘彈性
• 靜粘彈性：單方向的應力一變形
• 測定：共振法或脈衝法
• 表示方法：動粘彈性係數

動粘彈性的測定

對粘彈性體採用動態測定法，如共振法或脈衝法，比較容易將材料的彈性與粘性分開。與靜態測定法相比，所需時間也比較短。

對圓柱形試件施以強迫伸縮振動，試件的應變以及相應的應力的變化量轉換為電量輸出，可在陰極管的x—y軸上顯示出Lissajou圖(圖1)。

圖1

從圖1上測定2δ_α、2ε_α和f後，可求得E、E'、E''和λ'的值。

用圖1上的符號，

E=σ_α/ε_α，

sinσ=f/2σ_α，

E'=cosδ，

E''=Esinδ=ωλ'。

式中：E—彈性模量(kg/m²)

E'—動彈性模量

E''—損失彈性模量

δ—相位角

ω—角速度(1/s)

λ'—動粘度(kg·s/cm²)

用複數表示時，

Z=λ'+E'/iω

式中：Z——阻抗

對強迫伸縮振動，試件中的應力和應變分別以下式表示：

σ=σ_m+σ_αsinωt，

δ=δ_m+δ_αsin(ωt-δ)。

某些粘彈性體的動態流變參量與靜態流變參量的關係如圖2。

圖2

粘彈性動接觸問題的阻尼簡化處理

動接觸力算法是求解粘彈性動接觸問題的精度較高的方法之一，為找到這一方法的阻尼簡化處理方法，同時保持動接觸力方法的精度，利用求解線性代數方程組的疊代格式，研究了阻尼係數同動接觸力方程解的關係，給出了動接觸力方程的級數形式的解，從該級數解中分離出阻尼影響項，從而為求解動接觸力方程時的阻尼簡化計算提供了理論依據，由此提出了動接觸力方法的阻尼簡化計算原則。數值算例表明，阻尼簡化算法可以簡化動接觸力方程的求解，在不損失精度的同時減少計算量，可用於動接觸力方法中對動接觸力的計算。

阻尼簡化算法的優點是在不損失精度的前提條件下，簡化動接觸力的計算，尤其是當只取動接觸力解序列的第一項時，動接觸力方程解耦，這使得對接觸點對的接觸狀態只需調整一次，節省了計算時間。數值算例表明，對於工程中常用的阻尼比，阻尼簡化算法具有足夠的精度。