Regularities and models of dynamic thermomechanical behavior of viscoelastic composite materials under complex stress state

Authors

DOI:

Keywords:

complex dynamic modulus, loss angle, dynamic mechanical analysis (properties), highly-filled viscoelastic polymer composites, two-frequency (dual-frequency) loadings, Volterra- Frechet integral series

Abstract

A series of natural tests of a highly-filled low modulus polymer composite with various kinds of complex mechanical exposure at different temperatures was carried out. New data on the regularities of viscoelastic behavior of composite materials in the form of experimental dependences of viscoelastic parameters were obtained. As a result of investigation of the regularities of thermo- mechanical dynamic behavior of the highly-filled low modulus polymer new data of the effect of loading conditions on viscoelastic parameters were obtained. A phenomenological multi-factor mathematical model to describe viscoelastic behavior of the structural polymeric composite material under complex types of action impact is developed. In the course of scientific research the basis of an experimental and theoretical apparatus of identification of deformative properties of viscoelastic polymers in complex loading conditions was developed, taking into account the features of the latest test systems, measurement tools and application software. A programme of experimental research of dynamic viscoelastic behavior of the material in the conditions close to the operational ones was created. We obtained verified coefficients of the multivariate phenomenological mathematical model to describe viscoelastic behavior of the structural polymer composite.

Author Biographies

  • S.V. Slovikov, Perm National Research Polytechnic University
    кандидат технических наук, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики6
  • A.S. Yankin, Perm National Research Polytechnic University
    научный сотрудник Центра экспериментальной механики
  • V.E. Wildemann, Perm National Research Polytechnic University
    доктор физико-математических наук, профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций
  • A.V. Babushkin, Perm National Research Polytechnic University
    кандидат технических наук, доцент кафедры механики композиционных материалов и конструкций
  • A.V. Ilinykh, Perm National Research Polytechnic University
    кандидат технических наук, доцент кафедры механики композиционных материалов и конструкций
  • D.S. Lobanov, Perm National Research Polytechnic University
    кандидат технических наук, научный сотрудник Центра экспериментальной механики

References

  1. Янкин А.С., Словиков С.В., Бульбович Р.В. Определение динамических механических свойств низкомодульных вязкоупругих композитов при бигармоническом законе нагружения // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2013. - Т. 19. - № 1. - С. 141-151.
  2. Янкин А.С., Словиков С.В., Бульбович Р.В., Вильдеман В.Э. Методические вопросы экспериментальных исследований вязкоупругих наполненных полимерных композитов при сложных динамических циклических воздействиях // Вестник ПНИПУ. Механика. - 2013. - № 4. - С. 180-192.
  3. Янкин А.С., Словиков С.В., Бульбович Р.В., Вильдеман В.Э., Павлоградский В.В. Вязкоупругие характеристики высоконаполненных полимерных композитов при двухчастотных воздействиях // Механика композитных материалов. - 2016. - Т. 52. - № 1. - С. 115-128.
  4. Янкин А.С. Влияние частот бигармонического (двухчастотного) нагружения на механическое поведение имитатора твердого топлива // Вестник ПНИПУ. Механика. - 2015. - № 4. - С. 273-292.
  5. Янкин А.С., Словиков С.В., Бульбович Р.В., Вильдеман В.Э. Влияние амплитуды деформации высокочастотной составляющей бигармонического (двухчастотного) закона нагружения на динамические механические свойства низкомодульных вязкоупругих композитов // Механика композитных материалов. - 2013. - Т. 49. - № 6. - С. 1005-1012.
  6. Янкин А.С., Словиков С.В., Бульбович Р.В., Вильдеман В.Э. Особенности поведения низкомодульных вязкоупругих полимерных композитов при варьировании амплитуды деформации низкочастотной составляющей бигармонической нагрузки // Вестник ПНИПУ. Механика. - 2014. - № 3. - С. 233-251.

###

  1. Ankin A.S., Slovikov S.V., Bul’bovic R.V. Opredelenie dinamiceskih mehaniceskih svojstv nizkomodul’nyh vazkouprugih kompozitov pri bigarmoniceskom zakone nagruzenia // Mehanika kompozicionnyh materialov i konstrukcij. - 2013. - T. 19. - No 1. - S. 141-151.
  2. Ankin A.S., Slovikov S.V., Bul’bovic R.V., Vil’deman V.E. Metodiceskie voprosy eksperimental’nyh issledovanij vazkouprugih napolnennyh polimernyh kompozitov pri sloznyh dinamiceskih cikliceskih vozdejstviah // Vestnik PNIPU. Mehanika. - 2013. - No 4. - S. 180-192.
  3. Ankin A.S., Slovikov S.V., Bul’bovic R.V., Vil’deman V.E., Pavlogradskij V.V. Vazkouprugie harakteristiki vysokonapolnennyh polimernyh kompozitov pri dvuhcastotnyh vozdejstviah // Mehanika kompozitnyh materialov. - 2016. - T. 52. - No 1. - S. 115-128.
  4. Ankin A.S. Vlianie castot bigarmoniceskogo (dvuhcastotnogo) nagruzenia na mehaniceskoe povedenie imitatora tverdogo topliva // Vestnik PNIPU. Mehanika. - 2015. - No 4. - S. 273-292.
  5. Ankin A.S., Slovikov S.V., Bul’bovic R.V., Vil’deman V.E. Vlianie amplitudy deformacii vysokocastotnoj sostavlausej bigarmoniceskogo (dvuhcastotnogo) zakona nagruzenia na dinamiceskie mehaniceskie svojstva nizkomodul’nyh vazkouprugih kompozitov // Mehanika kompozitnyh materialov. - 2013. - T. 49. - No 6. - S. 1005-1012.
  6. Ankin A.S., Slovikov S.V., Bul’bovic R.V., Vil’deman V.E. Osobennosti povedenia nizkomodul’nyh vazkouprugih polimernyh kompozitov pri var’irovanii amplitudy deformacii nizkocastotnoj sostavlausej bigarmoniceskoj nagruzki // Vestnik PNIPU. Mehanika. - 2014. - No 3. - S. 233-251.

Downloads

Published

2017-11-16

Issue

Section

Research: theory and experiment

How to Cite

Slovikov, S. ., Yankin, A. ., Wildemann, V. ., Babushkin, A. ., Ilinykh, A. ., & Lobanov, D. . (2017). Regularities and models of dynamic thermomechanical behavior of viscoelastic composite materials under complex stress state. Perm Federal Research Centre Journal, 3, 59-62. https://journal-dev.icmm.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2017n3p9