شناسایی تجربی خواص مکانیکی و میرایی یک ماده ویسکوالاستیک با استفاده از تست ریلکسیشن

هدف از انجام این مقاله استخراج پارامترهای دینامیکی یک نمونه ماده ویسکوالاستیک می باشد. مدل مکانیکی درنظرگرفته شده برای ماده ویسکوالاستیک، مدل جامد خطی استاندارد می باشد. جهت استخراج پارامترهای مدل، ابتدا نمونه ماده ویسکوالاستیک از نوع پلیمری ساخته شد. سپس تحت اثر اعمال مقدار کرنش ثابت اولیه قرار گرفت و بلافاصله تغییرات نیروی فشاری با گذشت زمان اندازه گیری شد. در ادامه، با استفاده از روابط حاکم بر توابع مدل ویسکوالاستیک جامد خطی استاندارد با مقایسه توابع ریلکسیشن تئوری و تجربی، خواص دینامیکی ماده ویسکوالاستیک نظیر مدول های ذخیره و اتلاف و خاصیت میرایی آن برحسب فرکانس شناسایی شد. جهت بررسی اثر گذشت زمان بر خواص مکانیکی نمونه ویسکوالاستیک پلی مری، بررسی ها در دو زمان کامل متفاوت یعنی در 10برابر گذشت زمان نسبت به بررسی اول تکرار شد. همچنین تاثیر میزان کرنش ثابت بر روی خواص دینامیکی و میرائی ماده ویسکوالاستیک با سه سطح مختلف کرنش ثابت بررسی شد. نتایج نشان می دهد که با گذشت زمان تقریباً طولانی، خاصیت میرائی ماده ویسکوالاستیک کاهش یافته و سفتی دینامیکی افزایش یافته است. برای فشردگی mm2 در تست اول مقدار مقدار تابع ریلکسیشن در زمان صفر برابر n/m^2 513177/2=(0)e و بعد از گذشت 70روز، این مقدار n/m^2 666060/8 =(0)e شده است. مقادیر تابع ریلکسیشن در زمان بی نهایت برای تست اول n/m^2 458717/9=(∞)eو در تست دوم مقدار n/m^2 573029/7=( ∞)eمی باشد. نتایج بیانگر این است که در کرنش های ثابت کوچکتر، کارایی نمونه ساخته شده از ماده ویسکوالاستیک در اتلاف انرژی بیشتر است. همچنین مدول یانگ ماده در تخمین تجربی انجام شده mpa0/89به دست آمده است.

Experimental Identification of Mechanical and Damping Properties of a Viscoelastic Material Using the Relaxation Test

This study aims to extract the dynamic parameters of a viscoelastic material sample. The mechanical model considered for material is the standard linear solid model. To extract the parameters of the model, first, a sample of the polymer was made. Then, it was subjected to a constant initial value and pressure were measured over time. Then, using the governing relations of the standard linear solid model, by comparing theoretical and experimental relaxation functions, the dynamic properties of the material, such as storage and loss modulus, and its damping property in terms of frequency. To investigate the effects of time passing on the dynamic mechanical properties of the material, the studies were repeated at a different time, which was ten times more than the first study. Also, the effects of constant strain amplitude on the dynamic mechanical properties and damping characteristic of the sample were investigated with three different levels of strain. These values the relaxation function in the first test for the displacement of 2 mm were E(0)=523177.2 N/m2 and after 70 days this value was equivalent to E(0)=666060.8 N/m2. In the same test, the values of the relaxation function for the first test are equivalent to E( infin;)=458717.9 N/m2 and in the second test, the value is E ( infin;)=573029.7 N/m2 Also, the results show that, in smaller constant strains, the efficacy of the material is greater in energy dissipation. In addition, the intrinsic parameter of the Young Modulus is obtained in the experimental estimate of 0.89 MPa.