10 Lineární elasticita

Podobné dokumenty
9 Viskoelastické modely

4 Viskoelasticita polymerů II - creep

Přetváření a porušování materiálů

IMPULSNÍ A PŘECHODOVÁ CHARAKTERISTIKA,

Přetváření a porušování materiálů

Dynamická mechanická spektroskopie

ZPŮSOBY MODELOVÁNÍ ELASTOMEROVÝCH LOŽISEK

Úloha V.E... Vypař se!

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ Základní vztahy z reologie a reologického modelování

Fyzikální korespondenční seminář MFF UK

4. Střední radiační teplota; poměr osálání,

Reologické modely měkkých tkání

Zpracování výsledků dotvarovací zkoušky

Práce a výkon při rekuperaci

Derivace funkce více proměnných

NA POMOC FO. Pád vodivého rámečku v magnetickém poli

Parciální funkce a parciální derivace

REAKČNÍ KINETIKA 1. ZÁKLADNÍ POJMY. α, ß jsou dílčí reakční řády, α je dílčí reakční řád vzhledem ke složce A, ß vzhledem ke složce

STATICKÉ A DYNAMICKÉ VLASTNOSTI ZAŘÍZENÍ

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 4. TROJFÁZOVÉ OBVODY

Matematika v automatizaci - pro řešení regulačních obvodů:

T t. S t krátkodobé náhodná složka. sezónní. Trend + periodická složka = deterministická složka

2 Tokové chování polymerních tavenin reologické modely

Tlumené kmity. Obr

Pasivní tvarovací obvody RC

( ) ( ) NÁVRH CHLADIČE VENKOVNÍHO VZDUCHU. Vladimír Zmrhal. ČVUT v Praze, Fakulta strojní, Ústav techniky prostředí Vladimir.Zmrhal@fs.cvut.

x udává hodnotu směrnice tečny grafu

EKONOMETRIE 6. přednáška Modely národního důchodu

transformace Idea afinního prostoru Definice afinního prostoru velké a stejně orientované.

Seznámíte se s principem integrace substituční metodou a se základními typy integrálů, které lze touto metodou vypočítat.

Laplaceova transformace Modelování systémů a procesů (11MSP)

ÚVOD DO DYNAMIKY HMOTNÉHO BODU

2.1.4 Výpočet tepla a zákon zachování energie (kalorimetrická rovnice)

Popis regulátoru pro řízení směšovacích ventilů a TUV

10. KAPITOLA STATICKÉ ZKOUŠKY DLOUHODOBÉ. Krípové zkoušky. l = l. ε 1, ε 2 hodnoty formace v definovaných časech

Úloha č. 3 MĚŘENÍ VISKOZITY

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

2.2.2 Měrná tepelná kapacita

Teorie obnovy. Obnova

Technický list. Trubky z polypropylenu EKOPLASTIK PPR PN10 EKOPLASTIK PPR PN16 EKOPLASTIK EVO EKOPLASTIK PPR PN20 EKOPLASTIK FIBER BASALT CLIMA

Skupinová obnova. Postup při skupinové obnově

Stýskala, L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y. Vítězslav Stýskala TÉMA 6. Oddíl 1-2. Sylabus k tématu

Měrné teplo je definováno jako množství tepla, kterým se teplota definované hmoty zvýší o 1 K

Lineární rovnice prvního řádu. Máme řešit nehomogenní lineární diferenciální rovnici prvního řádu. Funkce h(t) = 2

čím později je betonový prvek zatížen, tím méně bude dotvarovat,

XI-1 Nestacionární elektromagnetické pole...2 XI-1 Rovinná harmonická elektromagnetická vlna...3 XI-2 Vlastnosti rovinné elektromagnetické vlny...

TERMOFYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI VYBRANÝCH LÁTEK (doporučeno pro výuku předmětu Procesní inženýrství studijního programu Procesní inženýrství )

Zákony bilance. Bilance hmotnosti Bilance hybnosti Bilance momentu hybnosti Bilance mechanické energie

Ploché výrobky válcované za tepla z ocelí s vyšší mezí kluzu pro tváření za studena

Návod k obsluze. Vnitřní jednotka pro systém tepelných čerpadel vzduch-voda s příslušenstvím EKHBRD011ABV1 EKHBRD014ABV1 EKHBRD016ABV1

= 0 C. Led nejdříve roztaje při spotřebě skupenského tepla Lt

5 GRAFIKON VLAKOVÉ DOPRAVY

Analýza časových řad. Informační a komunikační technologie ve zdravotnictví. Biomedical Data Processing G r o u p

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Numerická integrace. b a. sin 100 t dt

Volba vhodného modelu trendu

Tabulky únosnosti tvarovaných / trapézových plechů z hliníku a jeho slitin.

MATEMATIKA II V PŘÍKLADECH

Schéma modelu důchodového systému

Metodika zpracování finanční analýzy a Finanční udržitelnost projektů

Analogový komparátor

Biologické modely. Robert Mařík. 9. listopadu Diferenciální rovnice 3. 2 Autonomní diferenciální rovnice 8

1.3.4 Rovnoměrně zrychlený pohyb po kružnici

X 3U U U. Skutečné hodnoty zkratových parametrů v pojmenovaných veličinách pak jsou: Průběh zkratového proudu: SKS =

5. Využití elektroanalogie při analýze a modelování dynamických vlastností mechanických soustav

Analýza citlivosti NPV projektu na bázi ukazatele EVA

2.6.4 Kapalnění, sublimace, desublimace

Analýza rizikových faktorů při hodnocení investičních projektů dle kritéria NPV na bázi EVA

Využijeme znalostí z předchozích kapitol, především z 9. kapitoly, která pojednávala o regresní analýze, a rozšíříme je.

Schöck Isokorb typ KST

Výroba a užití elektrické energie

Zrnitost. Zrnitost. MTF, rozlišovací schopnost. Zrnitost. Kinetika vyvolávání. Kinetika vyvolávání ( D) dd dt. Graininess vs.

Aplikace analýzy citlivosti při finačním rozhodování

Fyzikální praktikum II - úloha č. 4

OBJÍMKA VÁZANÁ PRUŽINOU NA NEHLADKÉM OTOČNÉM RAMENI

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Vliv funkce příslušnosti na průběh fuzzy regulace

Úloha Zadání Vypočtěte spotřebu energie pro větrání zadané budovy (tedy energii pro zvlhčování, odvlhčování a dopravu vzduchu)

7 Lineární elasticita

Laboratorní práce č. 1: Pozorování tepelné výměny

( ) Základní transformace časových řad. C t. C t t = Μ. Makroekonomická analýza Popisná analýza ekonomických časových řad (ii) 1

Dynamika hmotného bodu. Petr Šidlof

7. Měření kmitočtu a fázového rozdílu; 8. Analogové osciloskopy

ZÁKLADY ELEKTRICKÝCH POHONŮ (EP) Určeno pro posluchače bakalářských studijních programů FS

Úloha II.E... je mi to šumák

Jakost, spolehlivost a teorie obnovy

listopadu 2016., t < 0., t 0, 1 2 ), t 1 2,1) 1, 1 t. Pro X, U a V najděte kvantilové funkce, střední hodnoty a rozptyly.

JAN JUREK. Jméno: Podpis: Název měření: OVĚŘOVÁNÍ ČINNOSTI GENERÁTORU FUNKCÍ Číslo měření: 6. Třída: E4B Skupina: 2

4.5.8 Elektromagnetická indukce

Řešený příklad: Parametrická křivka teplotní křivka

INDIKÁTORY HODNOCENÍ EFEKTIVNOSTI VÝDAJŮ MÍSTNÍCH ROZPOČTŮ DO OBLASTI NAKLÁDÁNÍ S ODPADY

Pozitronium. schéma kanálů pro anihilaci pozitronu v pevné látce. W. Brandt 1983

Hlavní body. Úvod do nauky o kmitech Harmonické kmity

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE PROVOZNĚ EKONOMICKÁ FAKULTA DOKTORSKÁ DISERTAČNÍ PRÁCE

2. ZÁKLADY TEORIE SPOLEHLIVOSTI

MECHANICKÉ KMITÁNÍ TLUMENÉ

2.2.9 Jiné pohyby, jiné rychlosti II

10. Charakteristiky pohonů ve vlastní spotřebě elektrárny

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_10_FY_B

Zhodnocení historie predikcí MF ČR

Transkript:

1 Lineární elasicia Polymerní láky se deformují lineárně elasicky pouze v oblasi malých deformací a velmi pomalých deformací. Hranice mezi lineárním a nelineárním průběhem deformace (mez lineariy) závisí na velikosi deformace, její rychlosi a průběhu jak znázorňuje Obr. 1.1. Obr. 1.1: Vzah mezi napěím a deformací viskoelasické láky Z fenomenologické eorie linearní viskoelasiciy vyplývá obecné vyjádření přímé úměry mezi izochronickým napěím a deformací pro libovolně zvolený čas : = G( ) (1.1) ( ) kde: G() je časově závislý relaxační modul pružnosi ve smyku. Veličiny charakerizující viskoelasickou deformační odezvu v lineární oblasi jsou edy časově závislé: časově závislý modul G(), popř. poddajnos 1/G(), předsavující elasickou (ermodynamicky vranou) čás a časově závislá viskozia η(), kerá reprezenuje viskózní (ermodynamicky nevranou) čás deformace. 1.1 Přehled a definice viskoelasických funkcí časově závislá krípová poddajnos ve smyku:

J ( ) ( ) = (1.2) časově závislý krípový modul pružnosi ve smyku: ( ) = ( ) (1.3) GC časově závislý krípový modul pružnosi v ahu: ( ) = ε ( ) (1.4) EC časově závislý relaxační modul pružnosi ve smyku: ( ) ( ) = (1.5) G časově závislý relaxační modul pružnosi v ahu: E ( ) ( ) = (1.6) ε 1.2 Relaxační a readační spekra Přesný vzah mezi relaxačním modulem G() a krípovou poddajnosí vyjadřuje konvoluční inegrál. V praxi je eno vzah sanovován nejčasěji nepřímo - pomocí relaxačních a reardačních speker. Kelvinův či Maxwellův model je vhodný pro popis deformačního savu polymerních láek pro kráké přechody. Pro delší přechody (více než 3 řády) je nuno použí generalizovaný model. Generalizované modely jsou sesaveny na Bolzmanově principu superpozice. 1.2.1 Bolzmanův princip superpozice Podle Bolzmanova principu superpozice je celkový důsledek řady příčin je roven souču důsledků jednolivých příčin. Jeho fungování si vysvělíme na příkladě polymerní láky s časově závislou poddajnosí J(), kerou budeme lineárně elasicky deformova, Obr. 1.2. Na láku je v čase λ 1 vloženo napěí (λ 1 ), deformační odezva začne v čase = λ 1 : = ( λ ). J ( λ ) (1.7) 1 1 1 V čase λ 2 vložíme další podně (λ 2 ), kerému bude odpovída deformační odezva:

( ) = λ.j ( λ ) (1.8) 2 2 Celkovou deformaci pak vyjádříme superpozicí: 2 ( ) = ( λ ).J ( λ ) + ( λ ).J ( λ ) (1.9) 1 1 2 2 j ( ) = ( λ ).J ( λ ) i 1 i i (1.1) ( ) = ( λ ).J ( λ ) dλ (1.11) Obr. 1.2: Relaxační experimen V případě, že by podněem byla naopak deformace vkládaná posupně, jak je znázorněno na Obr. 1.3, lze napěťovou odezvu vyjádři obdobně vzahem: ( ) = ( λ ).G ( λ ) dλ (1.12)

Obr. 1.3: Krípový experimen 1.2.2 Generalizovaný Maxwellův a Kelvinův model Generalizovaný Maxwellův model je schémaicky znázorněn na Obr. 1.4.

Pro eno model plaí: Obr. 1.4: Generalizovaný Maxwellův model pro j prvků ( ) = Ge + G j i = 1 G.e i / λ i (1.13) kde: j poče Maxwellových prvků i ý prvek má paramery G i, λ i G i relaxační funkce (spekrum), G i = f(λ i ). Pro nekonečně mnoho prvků je suma nahrazena inegrálem a funkce G i předsavuje spekrum relaxačních dob (Obr 1.5).

Obr. 1.5: Maxwellův model pro nekonečně mnoho prvků 1.3 Superpozice eploa -čas Realizace dlouhodobých pokusů je značně časově omezená a u krákodobých esů jen sěží provedielná, přeso je důležié urči časový průběh viskoelasických veličin v co možná nejširším časovém rozmezí. Řešení poskyuje spojení časové a ep1oní závislosi modulu popř. poddajnosi. oo časově-eploní spojení je možné, jelikož křivky časové závislosi v logarimických souřadnicích mají podobný, vzájemně posunuý var, jak znázorňuje Obr. 1.6. Čas a eploa se při viskoelasických pokusech chovají jako ekvivalenní paramery a vhodným posunuím kerékoliv křivky v horizonálním a verikálním směru můžeme uo křivku zoožni s křivkou odpovídající předem zvolené eploě. Posup, při kerém zoožňujeme křivky sanovené při různých eploách, se nazývá superpozice eploa-čas a umožňuje nám zjisi chování láky při dané eploě v časech experimenálně nedosupných.

Obr. 1.6: Časově-eploní závislos viskoelasické funkce (časově závislého modulu pružnosi v ahu) Princip časově-eploní superpozice umožňuje vyjádři závislos viskoelasických funkcí na čase a eploě (kerá by bez jeho planosi byla obecnou funkcí dvou proměnných) pomocí dvou funkcí jedné proměnné. Jedna z ěcho funkcí je časová závislos viskoelasické funkce při dané eploě, druhá udává posuv viskoelasických funkcí s eploou. Z kineické eorie kaučukové elasiciy vyplývá, že viskoelasické funkce naměřené při určié eploě souvisí s hodnoami naměřenými při jiné eploě a ao souvislos se dá vyjádři vzahy: E ( ) = ρ ρ E ( a ) (1.14) nebo D ρ ( ) = ρ D ( a ) (1.15) kde: ρ husoa při eploě ρ husoa při eploě a posuvný (shif) fakor.

Obr. 1.7: eploní závislos posuvného fakoru na eploě pro experimenální hodnoy zobrazené na Obr. 1.6 Zpracování dílčích výsledků, keré naměříme při eploě a čase a chceme převés na eplou a čas a., provedeme posupně ve dvou krocích: hodnoy viskoelasických funkcí (E, D) redukujeme na referenční eplou ak, že vynásobíme (E) nebo vydělíme (D) fakorem: (ρ. )/(ρ.), a ím odsraníme změnu ěcho funkcí s eploou v kaučukovié oblasi. Velmi časo se při éo ransformaci zanedbává změna husoy polymeru s eploou, neboť je malá. ve druhé fázi se dané závislosi posouvají horizonálně podél časové osy, až se přivedou ke kryí s křivkou planou pro zvolenou referenční eplou. ím získáme posouvací fakor a. Je zřejmé, že operaci musíme provádě v grafu s logarimickými souřadnicemi, abychom násobené a. převedli na souče log + log a. Na základě ohoo posupu získáme dvě křivky: závislos posouvacího fakoru a na eploě (Obr. 1.7) generalizovanou křivku dané funkce na čase (Obr. 1.8). yo dvě funkce nám nyní popisují celé relaxační chování polymeru v oblasi lineární viskoelasiciy v přechodové a kaučukovié oblasi, a o v širokém rozmezí eplo a časů.

Obr. 1.8: Generalizovaná křivka sesrojená na základě experimenálních da z Obr. 1.6. Pro závislos posouvacího fakoru a na eploě odvodili Williams, Landel a Ferry vzah (WLF rovnice viz Kapiola 3.1), kerým lze uo závislos popsa: log a C ( ) 1 = (1.16) C2 + Určením konsan C 1 a C 2 získáme edy maemaický vzah pro posouvací fakor dané viskoelasické funkce pro referenční eplou. log a 8,86 ( = (1.17) 11,6 + ) když: referenční eploa o = g + 45 C. Williams, Landel a Ferry ak vyjádřili myšlenku, že pro viskoelasické maeriály jsou čas a eploa naolik podobné fakory, že je možné pomocí experimenálních hodno viskoelasické funkce pro jednu eplou, sanovi jejich hodnoy při jiné eploě prosým horizonálním posuvem po časové ose. Superpozice eploa-čas se obvykle používá jako čisě empirický vzah, a proo je řeba brá v úvahu i její limiy. Pro semikrysalické polymery eno vzah plaí pro eploní oblas nad eploou ání, zaímco pro amorfní polymery byly odchylky zaznamenány kolem eploy skelného přechodu. Vysoce rozvěvené polyeylény dávají jen přibližnou superpozici da. Při aplikaci superpozice pro polymery se širokou disribucí molekulárních hmonosí bylo zjišěno, že není možno dosáhnou jednoné křivky v celé časové škále. Přeso, jak dokazují výsledky pečlivých experimenů pro širokou časovou oblas, základní hypoéza časověeploní superpozice je správná.