Study of viscoelastic wave propagation on PMMA bar and polyurethane dynamic fracture test
Propagation d'une onde viscoélastique le long d'une barre en PMMA et réalisation d'essais dynamiques sur le polyuréthanne
Résumé
To study the high strain-rate mechanical behaviour of polymers, it is suggested to generalize the split Hopkinson bar technique by using polymeric bars. The key of such a generalization lies in the method for determining the stresses and particle velocities at two interfaces of specimen from the strain pulse signals measured at the strain gauges located in a distance from the interface, taking account of the dispersion and dissipation of viscoelastic wave propagating in polymer bars. Based on a viscoelastic constitutive equation and the characteristics theory, such a method is developed and discussed in detail. Computational simulations of viscoelastic waves propagating in PMMA, PC and epoxy bars are presented, showing the influence of material parameters on the character of viscoelastic waves. A wave propagation method is suggested for determining the dynamic viscoelastic constitutive equation of polymers. The good agreement between the experimental wave measurements and the theoretical predictions based on the measured material parameters confirms the validity of the suggested method. The dynamic mechanical behaviour of polyurethane is shown finally using the Andrews criteria and a statistical approach
Pour étudier le comportement mécanique des polymères à grandes vitesses de déformation, il est suggéré d'utiliser dans la technique d'Hopkinson des barres polymériques. Pour cela, il est indispensable de trouver une méthode qui permet la détermination de la contrainte, la déformation et la vitesse particulaire aux interfaces à partir des valeurs de la déformation obtenues au niveau des jauges de déformation en tenant compte de la dispersion et de l'atténuation de l'onde lors de sa propagation le long des barres en polymère. Basée sur une loi de comportement viscoélastique et sur la théorie des caractéristiques, une telle méthode est développée en détails. Une simulation de propagation d'ondes viscoélastiques le long de barres en PMMA, PC et époxyde est présentée montrant l'influence de paramètres du matériau sur le caractère des ondes viscoélastiques. Une méthode basée sur la comparaison des résultats théoriques et expérimentaux montre une bonne concordance et valide la méthode utilisée. Le comportement dynamique du polyuréthanne est montré finalement en utilisant le critère d'Andrews et une approche statistique
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