Published January 1, 2017
| Version v1
Publication
Open
Identifying Mechanical Properties of Viscoelastic Materials in Time Domain Using the Fractional Zener Model
- 1. Universidade Federal do Paraná
Description
The present paper aims at presenting a methodology for characterizing viscoelastic materials in time domain, taking into account the fractional Zener constitutive model and the influence of temperature through Williams, Landel, and Ferry's model. To that effect, a set of points obtained experimentally through uniaxial tensile tests with different constant strain rates is considered. The approach is based on the minimization of the quadratic relative distance between the experimental stress-strain curves and the corresponding ones given by the theoretical model. In order to avoid the local minima in the process of optimization, a hybrid technique based on genetic algorithms and non-linear programming techniques is used. The methodology is applied in the characterization of two different commercial viscoelastic materials. The results indicate that the proposed methodology is effective in identifying thermorheologically simple viscoelastic materials.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تهدف هذه الورقة إلى تقديم منهجية لتوصيف المواد اللزجة المرنة في المجال الزمني، مع مراعاة نموذج زينر التأسيسي الجزئي وتأثير درجة الحرارة من خلال نموذج ويليامز ولاندل وفيري. ولهذا الغرض، يتم النظر في مجموعة من النقاط التي تم الحصول عليها تجريبياً من خلال اختبارات الشد أحادية المحور بمعدلات إجهاد ثابتة مختلفة. يعتمد النهج على تقليل المسافة النسبية التربيعية بين منحنيات الإجهاد والانفعال التجريبية وتلك المقابلة التي يقدمها النموذج النظري. من أجل تجنب الحد الأدنى المحلي في عملية التحسين، يتم استخدام تقنية هجينة تعتمد على الخوارزميات الجينية وتقنيات البرمجة غير الخطية. يتم تطبيق المنهجية في توصيف مادتين تجاريتين مختلفتين من اللزوجة المرنة. تشير النتائج إلى أن المنهجية المقترحة فعالة في تحديد المواد اللزجة البسيطة حرارياً.Translated Description (French)
Le présent article vise à présenter une méthodologie pour caractériser les matériaux viscoélastiques dans le domaine temporel, en tenant compte du modèle constitutif fractionnaire de Zener et de l'influence de la température à travers le modèle de Williams, Landel et Ferry. À cet effet, un ensemble de points obtenus expérimentalement par des essais de traction uniaxiale avec différentes vitesses de déformation constantes est considéré. L'approche est basée sur la minimisation de la distance relative quadratique entre les courbes de contrainte-déformation expérimentales et celles correspondantes données par le modèle théorique. Afin d'éviter les minima locaux dans le processus d'optimisation, une technique hybride basée sur des algorithmes génétiques et des techniques de programmation non linéaires est utilisée. La méthodologie est appliquée dans la caractérisation de deux matériaux viscoélastiques commerciaux différents. Les résultats indiquent que la méthodologie proposée est efficace pour identifier les matériaux viscoélastiques thermorhéologiquement simples.Translated Description (Spanish)
El presente artículo tiene como objetivo presentar una metodología para caracterizar los materiales viscoelásticos en el dominio del tiempo, teniendo en cuenta el modelo constitutivo fraccional de Zener y la influencia de la temperatura a través del modelo de Williams, Landel y Ferry. A tal efecto, se considera un conjunto de puntos obtenidos experimentalmente a través de ensayos de tracción uniaxial con diferentes velocidades de deformación constantes. El enfoque se basa en la minimización de la distancia relativa cuadrática entre las curvas de esfuerzo-deformación experimentales y las correspondientes dadas por el modelo teórico. Para evitar los mínimos locales en el proceso de optimización, se utiliza una técnica híbrida basada en algoritmos genéticos y técnicas de programación no lineal. La metodología se aplica en la caracterización de dos materiales viscoelásticos comerciales diferentes. Los resultados indican que la metodología propuesta es efectiva en la identificación de materiales viscoelásticos termorreológicamente simples.Files
1679-7825-lajss-14-01-00131.pdf.pdf
Files
(819.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:138d9ddb89105fde25d484d0a4e6c0d1
|
819.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الخصائص الميكانيكية للمواد المرنة اللزجة في المجال الزمني باستخدام نموذج زينر الكسري
- Translated title (French)
- Identification des propriétés mécaniques des matériaux viscoélastiques dans le domaine temporel à l'aide du modèle Zener fractionnaire
- Translated title (Spanish)
- Identificación de las propiedades mecánicas de los materiales viscoelásticos en el dominio del tiempo utilizando el modelo Zener fraccional
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2559886167
- DOI
- 10.1590/1679-78252814
References
- https://openalex.org/W1401556
- https://openalex.org/W1584611818
- https://openalex.org/W1589897242
- https://openalex.org/W1601889424
- https://openalex.org/W1968552202
- https://openalex.org/W1971075293
- https://openalex.org/W1986312909
- https://openalex.org/W1987860374
- https://openalex.org/W2005493146
- https://openalex.org/W2006582738
- https://openalex.org/W2010589699
- https://openalex.org/W2016585644
- https://openalex.org/W2036222249
- https://openalex.org/W2040661986
- https://openalex.org/W2045350842
- https://openalex.org/W2052405749
- https://openalex.org/W2068932649
- https://openalex.org/W2069677915
- https://openalex.org/W2105058408
- https://openalex.org/W2156370397
- https://openalex.org/W239954438
- https://openalex.org/W284920071
- https://openalex.org/W617206983
- https://openalex.org/W902939226