Моделирование вязкоупругих характеристик пенопластов
…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 11·2016 3
лаксации, причем для большинства твердых сред объемной релакса-
цией можно пренебречь [5, 13].
Тогда тензоры
4
С
и
4
( )
t
K
можно представить в следующем
виде [13]:
4
2
2 ;
3
K G
G
= −
⊗ + ∆
C
E E
4
1
( ) 2 ( )
,
3
G
t
K t
=
− ⊗ ( ∆
K
E E
(3)
где
∆
— единичный тензор 4-го ранга;
E
— метрический тензор.
После подстановки соотношений (2) в выражения (1) получаем
4
2
( )
( )
2 ( ) .
3
K G
G
∗
∗
∗
ω = − ω ⊗ ( ω ∆
C
E E
(4)
Комплексный модуль сдвига:
( )
( )
G
G G K
∗
∗
ω = − ω
;
0
( )
( )
i
G
G
K
K e d
(∞
∗
− ωτ
ω =
τ
τ
∫
, (5)
Принимаем для функции релаксации
( )
G
K t
модель экспонен-
циальных ядер [13]:
/
1
( )
,
n
t
G
K t
A e
γ
− τ
γ
γ =
=
∑
(6)
где
A
γ
,
γ
τ
— вязкоупругие константы материала — спектр
релаксации и спектр времен релаксации соответственно.
Тогда для
G
∗
— комплексного модуля сдвига в зависимости от
приведенной частоты колебаний запишем следующее аналитическое
выражение:
*
/
//
,
G G iG
= +
/
2
1
1 ( )
N
A
G G
γ
γ
γ =
= (
( ωτ
∑
,
//
2
1
.
1 ( )
n
A
G
γ γ
γ
γ =
ωτ
=
( ωτ
∑
(7)
В рамках рассмотренной модели вязкоупругие характеристики
изотропных материалов характеризуются следующим набором
констант:
, ,
G K
A
γ
,
γ
τ
,
1 2
, ,
a a
1, ...,
m
N
γ =
. Комплексный модуль
упругости матрицы
E
∗
и комплексный коэффициент Пуассона
∗
ν
вычисляют по формулам, формально совпадающим с формулами для
упругих констант [4, 13]:
9
,
3
KG E
K G
∗
∗
∗
=
+
3 2 .
6 2
K G
K G
∗
∗
∗
−
ν =
+
(8)
Метод асимптотического осреднения для вязкоупругих мате-
риалов с периодической структурой.
Пенопласты обладают ярко