图8-15 两个Voigt单元串联模型
例8-18 有一个三元力学模型,其模量和黏度如图8-16所示
图8-16 三元力学模型(Maxwell单元与弹簧并联) 求证:(1)该模型的应力应变方程为;
(2)当施以恒定应变ε时,该模型的应力松 弛方程为:
其中 为应力松弛时初始最大应力.
解:(1)总应力为σ,它与σ1、σ2、σ3的关系为:
,
总应变ε与ε1、ε2、ε3的关系为:
∴
∵,
∴
∴
令,即,两边同乘以
∴
(2)当施加恒定应变ε时,
于是上式成为
当t=0时
即
∴
其实也可直接观察到这三元模型是Maxwell模型和一个弹簧并联。当施压σ0时 (1)弹簧的应力为
(2)Maxwell模型部分的应力为∴总应力松弛方程为两者的加和
,其应力松弛方程为
例8-19 一个Voigt单元(E=2×105N·m-2,τ =103s)串联一个黏壶(η=3×108Pa·s) (见图8-17).试计算:
(1)当加恒定负荷4.9N/m2时,这一体系的形变答应值;
(2)若负荷保留3000s后移去,试画出蠕变与回复曲线,并用曲线计算该体系的黏度。
图8-17 三元力学模型(Voigt单元与黏壶串联)
解:(1),
(2)作由曲线的斜率
及回复曲线如图8-18,
可求出
图8-18 三元力学模型的蠕变和回复曲线
例8-20 把Voigt模型和黏壶串联起来,成为三单元模型(图8-19)。求施加一定的负荷下,在t=0后。时间与应变的关系,并画图表示出t=t1时除去负重后将发生什么变化。
解: 式中:
图8-19 三元力学模型(Voigt单元与黏 壶串联)
图8-20 三元力学模型除去负重后例8-21 三参数模型如图8-21所示 (1)求该模型的蠕变柔量表达式 (2)已知模型参数
的应变与时间关系
求5秒后模型的形变量。 图8-21 三元力学模型(Voigt单元与弹簧串联)
解:(1)已知Voigt模型
∴本三元模型
(2)
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