Nghiên cứu về việc sử dụng các kỹ thuật bù chuyển động để xác định nguồn nhiệt. Ứng dụng cho biến dạng lớn trên mẫu cao su có vết nứt

Experimental Mechanics - Tập 49 - Trang 561-574 - 2008
T. Pottier1, M.-P. Moutrille2, J.-B. Le Cam2, X. Balandraud2, M. Grédiac2
1Laboratoire SYMME, Polytech’Savoie, Annecy le Vieux Cedex, France
2Laboratoire de Mécanique et Ingénieries (LaMI) Blaise Pascal University (UBP), French Institute for Advanced Mechanics (IFMA) Campus de Clermont-Ferrand / les Cézeaux, Aubière cedex, France

Tóm tắt

Bài báo này đề cập đến việc xác định đáp ứng nhiệt của các vật liệu đàn hồi khi chịu lực tải tuần hoàn. Trong trường hợp này, vật liệu trải qua biến dạng lớn, vì vậy một kỹ thuật bù chuyển động phù hợp đã được phát triển để theo dõi các điểm vật liệu và nhiệt độ của chúng trong quá trình thử nghiệm. Đặc biệt chú ý đến hiệu ứng Narcissus và ma trận phát hiện của camera hồng ngoại được sử dụng trong nghiên cứu. Nguồn nhiệt sau đó được suy ra từ các bản đồ nhiệt độ. Hiện tượng lật nhiệt đàn hồi đã được chứng minh bằng thực nghiệm trong một thử nghiệm tuần hoàn thực hiện trên mẫu cao su có rãnh. Phân bố nguồn nhiệt gần đầu mẻ cũng đã được suy ra từ các bản đồ nhiệt độ, qua đó làm nổi bật tính phù hợp của phương pháp tiếp cận.

Từ khóa

#nguồn nhiệt #vật liệu đàn hồi #biến dạng lớn #bù chuyển động #camera hồng ngoại #hiệu ứng Narcissus #phân bố nhiệt độ

Tài liệu tham khảo

Lindley PB, Gent AN, Lake GJ (1964) Cut growth and fatigue of rubbers. I. The relationship between cut growth and fatigue. J Appl Polym Sci 8:455–466 Gent AN, Hindi M (1990) Effect of oxygen on the tear strength of elastomers. Rubber Chem Technol 63:123–134 Greensmith HW (1956) Rupture of rubber. IV. Tear properties of vulcanizates containing carbon black. J Polym Sci 21:175–187 Rivlin RS, Thomas AG (1953) Rupture of rubber. I. Characteristic energy for tearing. J Polym Sci 3:291–318 Thomas AG (1958) Rupture of rubber. V. Cut growth in natural rubber vucanizates. J Polym Sci 31:467–480 Le Cam JB, Huneau B, Verron E, Gornet L (2004) Mechanism of fatigue crack growth in carbon black filled natural rubber. Macromolecules 37:5011–5017 Le Gorju Jago K (2007) Fatigue life of rubber components: 3D damage evolution from X-ray computed microtomography. In: Boukamel A, Laiarinandrasana L, Méo S, Verron E (eds) Constitutive models for rubber. V. Balkema, London Chrysochoos A, Louche H (2001) Thermal and dissipative effects accompanying luders band propagation. Mater Sci Eng A Struct 307:15–22 Berthel B, Chrysochoos A, Wattrisse B, Galtier A (2007) Infrared image processing for the calorimetric analysis of fatigue phenomena. Exp Mech (in press) Wattrisse B, Chrysochoos A, Muracciole JM, Némoz-Gaillard M (2001) Analysis of strain localization during tensile tests by digital image correlation. Exp Mech 41(1):29–39 Sakagami T, Nishimura T, Yamaguchi T, Kubo N (2006) Development of a new motion compensation technique in infrared stress measurement based on digital image correlation method. Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu A / Trans Jpn Soc Mec Eng 72:1853–1859 Nguyen QS, Germain P, Suquet P (1983) Continuum thermodynamics. J Appl Sci 50:1010–1020 Boccara N (1968) Les principes de la thermodynamique classique. In: PUF coll. SUP Chrysochoos A, Louche H (2000) An infrared image processing to analyse the calorific effects accompanying strain localisation. Int J Eng Sci 38:1759–1788 Boulanger T, Chrysochoos A, Mabru C, Galtier A (2004) Calorimetric analysis of dissipative and thermoelastic effects associated with the fatigue behavior of steels. Int J Fatigue 26:221–229 Berthel B, Wattrisse B, Chrysochoos A, Galtier A (2007) Thermoelastic analysis of fatigue dissipation properties of steel sheets. Strain 43(3):273–279 Balandraud X, Chrysochoos A, Leclercq S, Peyroux R (2001) Influence of the thermomechanical coupling on the propagation of a phase change front. C R Acad Sci Ser IIB Mec 329(8):621–626 Chrysochoos A, Maisonneuve O, Martin G, Caumon H, Chezeau JC (1989) Plastic and dissipated work and stored energy. Nucl Eng Des 114:323–333 Chrysochoos A, Belmhajoub F (1992) Thermographic analysis of thermomechanical couplings. Arch Mech 44(1):55–68 Granta (2006) CES selector. http://www.grantadesign.com/products/ces/ Mullins L (1948) Effect of stretching on the properties of rubber. Rubber Chem Technol 21:281–300 Zienkiewicz OC (1977) The finite element method in engineering science. McGraw-Hill, London Gough J (1805) Proc Lit and Phil Soc Manchester, 2nd, ser. 1:288 Joule JP (1857) On some thermodynamic properties of solids. Philos Mag 4th 14:227 Anthony RL, Caston RH, Guth E (1942) Equations of state for naturals and synthetic rubber like materials: unaccelerated natural soft rubber. J Phys Chem 46:826