Мodulus of Elasticity as a Function of a Process in Hereditary Mechanics

УДК 539.31

  • P.P. Rymkevich Mozhaisky Military Space Academy (Saint-Petersburg, Russia) Email: romallaa@yandex.ru
  • O.V. Rymkevich Mozhaisky Military Space Academy (Saint-Petersburg, Russia) Email: Olga.Rymkevich@gmail.com
Keywords: modulus of elasticity, viscoelasticity, dynamic and static modes, method of linearization of a dynamic problem, the method of hierarchy of relaxation times, Boltzmann heredity principle

Abstract

The article considers the problem of determining the modulus of elasticity for polymer materials. The measurement process of these materials is considerably complex, mainly due to the fact that they comply with the laws of viscoelasticity. The Boltzmann — Volterra method is applied to the consideration of the behavior of a hereditarily elastic body, namely, to synthetic threads. We revealed that the elastic modulus for polymer materials is not a constant value and depends on the frequency of exposure during the deformation of the material. It is particularly noted that the modulus of elasticity is not a function of the state, but a function of the process. In this regard, it is necessary to consider various modes of deformation, namely static, acoustic, and dynamic modes. The Boltzmann heredity principle is utilized to provide a clear understanding of the concepts of static, dynamic, and acoustic modulus of elasticity. Furthermore, the applicability of the Boltzmann equation to dynamic mechanical processes is analyzed using two methods — the hierarchy of relaxation times and the method of linearization. In addition, the concept of the interaction core of static and dynamic parts of deformation is introduced. This concept helps to explain the relationship between the static and dynamic moduli of elasticity and their impact on material properties.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

P.P. Rymkevich, Mozhaisky Military Space Academy (Saint-Petersburg, Russia)

доктор технических наук, профессор кафедры физики

O.V. Rymkevich, Mozhaisky Military Space Academy (Saint-Petersburg, Russia)

кандидат технических наук, доцент кафедры физики

References

Пальмов В.А. Нелинейная механика деформируемых тел : учеб. пособие. СПб., 2014.

Ильюшин А.А., Победря Б.Е. Основы математической теории термовязкоупругости. М., 1970.

Бугаков И.И. Ползучесть полимерных материалов. М., 1973.

Екельчик В.С., Рябов В.М. Об использовании одного класса наследственных ядер в линейных уравнениях вязкоупругости // Мех. композиц. материалов. 1981. № 3.

Persoz B. Le Principe de Superposition de Boltzmann // ln col.: Cahier Groupe Franc. Etudees Rheol. 1957. Vol. 2.

Макаров А.Г. Прогнозирование деформационных процессов в текстильных материалах : монография. СПб., 2002.

Сталевич А.М. Уравнение нелинейной вязкоупругости высоокоориентированных полимеров // Проблемы прочности. 1981. № 12.

Переборова Н.В., Вагнер В.И. Прогнозирование деформационных процессов полимерных текстильных материалов с позиции математического моделирования и системного анализа их вязкоупругости // Дизайн. Материалы. Технология. 2021. № 2 (62).

Кузуб Л.И., Иржак В.И. Эффективное время релаксации как метод характеристики релаксационных спектров полимеров // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2004. Т. 46. № 2.

Romanova A.A., Rymkevich P.P., Gorshkov A.S., Stalevich A.M. Dynamic relaxation of synthetic fibres // Fibre Chemistry. 2005. T. 37. № 4.

Romanova A.A., Rymkevich P.P., Gorshkov A.S., Stalevich A.M., Ginzburg B.M. A new phenomenon-amplitude-modulated free oscillations (beatings) in loaded, highly oriented fibers from semicrystalline polymers // Journal of Macromolecular Science. Part B. Physics. 2007. T. 46 B. № 3.

Rymkevich P.P., Romanova A.A., Gorshkov A.S., Makarov A.G. Main constitutive equation of the viscoelastic behavior of unixially co-oriented polymers // Fibre Chemistry. 2004. T. 46. № 1.

Скульский О.И., Кузнецова Ю.Л. Реологические модели растворов полимеров// Математическое моделирование систем и процессов. 2006. № 14.

Рымкевич П.П., Головина В.В., Макаров А.Г., Романова А.А., Рымкевич О.В. Прогнозирование деформационно-релаксационных процессов в гибко и жесткоцепных полимерных текстильных материалах на основе диаграмм растяжения // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 2018. Т. 38. № 1.

Головина В.В., Макаров А.Г., Романова А.А., Рымкевич О.В. Моделирование и прогнозирование ползучести полимерных текстильных материалов методом барьерной теории // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 2018. Т. 41. № 3.

Рымкевич П.П., Макаров А.Г., Горшков А.С. Описание физических законов на основе нового метода усреднения физических величин // Вестник СПб. гос. ун-та технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. 2015. № 4.

Рымкевич П.П., Горшков А. С. Теория переноса. СПб., 2015.

Сталевич А.М. Свойства релаксационного ядра, используемого для расчета сложных режимов деформирования синтетических нитей // Известия вузов. ТТП. 1982. № 1.

Сталевич А.М. Расчетное прогнозирование нагруженных состояний синтетических нитей // Известия вузов Сер.: Технол. легк. пром. 1989. № 1.

Published
2023-03-28
How to Cite
Rymkevich P., Rymkevich O. Мodulus of Elasticity as a Function of a Process in Hereditary Mechanics // Izvestiya of Altai State University, 2023, № 1(129). P. 49-54 DOI: 10.14258/izvasu(2023)1-07. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%291-07.