Подменю "Задание геометрии" предназначено для ручного ввода осесимметричной геометрии исследуемого образца вязкоупругого материала. При выборе данного элемента меню программа вводит на экран окно ввода геометрии образца по координатам, приведенное на рис. 3
В данном окне пользователь может ввести координаты прямоугольной области имеющей собствен-ные значения коэффициента упругости и коэффициента Пуассона. Таким образом программа позволяет вводить неоднородную конструкцию исследуемого образца.
Подменю "Расчет" предназначено для задания параметров расчета. В окне, которое открывается при нажатии на данный элемент меню, пользователь имеет возможность выбрать способ решения системы линейных алгебраических уравнений: либо решение встроенным в программу методом, либо при помощи программы MatLab (рис.4)
Применение программы MatLab в ряде случаев позволяет повысить скорость выполнения расчета.
Подменю "Результат расчета" позволяет пользователю просмотреть, а также сохранить на жестком диске полученные результаты. Необходимость сохранение результатов на диске обусловлена многообразием эластомеров по химическому составу и как правило требуется исследовать несколько образцов вязкоупругих материалов. При нажатии пользователем на элемент "Просмотр результатов", открывается окно в котором графически представлено напряженно-деформированное состояние исследуемого образца, а также приведены значения модуля вязкости, упругости и тангенса угла механических потерь.
На рис. 5 и 6 представлены вводные данные и результаты расчета для осесимметричной модели эластомера имеющей цилиндрическую форму с радиусом основания R=0.005 м и H=0.005 м.
В таблице на рис.5 показаны значения координат узлов равномерной решулярной триангуляционной сети. Области разной среды отмечены различными цветами: образец эластомера отмечен белым цветом, воздух - серым. Начало координат находится в левом нижнем углу, а ось Оz является осью симметрии испытуемого образца.
На рис. 6 приведено напряженно-деформированное состояние образа эластомера при воздействии на него постоянной прижимной осевой силы 70 Н.
Выводы
- разработано программное обеспечение "Деформация" предназначенное для расчета напряженно-деформированного состояния осесимметричных эластомеров и определения их релаксационных характеристик с использованием метода конечных элементов;
- программное обеспечение позволяет учесть неоднородную структуру испытуемого образца;
- возможность задания направления и место приложения силы действующей на исследуемый образец.
Литература
1. ASTM Designation: D 5992 - 96 (Reapproved 2001). Standard Guide for Dynamic Testing of Vulcanized Rubber and Rubber-Like Materials Using Vibratory Methods
2. Тимошенко С.П., Дж. Гудьер. Теория упругости. М.: Наука, 1979, 560 с.