New test approach and evaluation of dynamic and thermal parameters of elastomers

0331718 - ÚT 2010 RIV CZ eng J - Článek v odborném periodiku
Pešek, Luděk - Vaněk, František - Procházka, Pavel - Bula, Vítězslav - Cibulka, Jan
New test approach and evaluation of dynamic and thermal parameters of elastomers.
[Nové experimentální přístupy pro testování a vyhodnocení dynamických a teplotních parametrů elastomerů.]
Engineering Mechanics. Roč. 16, č. 3 (2009), s. 197-207. ISSN 1802-1484
Grant CEP: GA ČR GA101/09/1166
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20760514
Klíčová slova: rubber * thermo-mechanics parameters * fatigue
Kód oboru RIV: BI - Akustika a kmity

The design, realization of experiment and discussion on results of the new test approach for evaluation of thermo-visco-elastic parameters are herein presented. The main attention is devoted to a kinematically excited rubber beam specimen under transient resonant sweep excitation. Mechanical material characteristics, i.e. Young modulus and loss angle, are identified from analytical formulas of frequency response function based on measured dynamic loading and response signals. Heat material constants were estimated indirectly by numerical thermo-mechanical FE model and matching numerical and experimental results. The „sweep” regime tests serve for estimation of thermal and mechanical dependences. In this way the dependence of Young modulus on minus temperatures were tested in the temperature chamber. Long-term fatigue tests with cyclic resonant loading enable analysis of material degradation, such as hardening and permanent deformations.

Návrh, realizace experimentu a diskuze nad výsledky nového přístupu pro vyhodnocení termo-visko-elastických parametrů elastomerů jsou zde prezentovány. Jde o případ testování kinematicky buzeného pryžového nosníkového vzorku při přejezdu rezonance rozmítaným buzením. Mechanické materiálové vlastnosti, jako je Youngův modul pružnosti a ztrátový úhel, jsou identifikovány pomocí analytických vztahů pro funkci frekvenčního přenosu vyhodnocenou z měření dynamického zatížení a odezvy. Tepelné materiálové konstanty byly vyhodnoceny nepřímo pomocí termo-mechanického MKP modelu z porovnání výsledků numerických a experimentálních. Zkoušky s rozmítaným buzením slouží k odhadu jak mechanických tak tepelných charakteristik. Závislost modulu průžnosti pryže na záporných teplotách byly zkoumány pomocí teplotní komory. Cyklické zatížení u dlouhodobých zkoušek naopak slouží k analýze materiálové degradace, jako je tvrdnutí a vznik trvalých deformací vlivem únavy materiálu.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0177160