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An energy-based method to determine material constants in nonlinear rheology with applications

  • Many polymer-type materials show a rate-dependent and nonlinear rheological behavior. Such a response may be modeled by using a series of spring-dashpot systems. However, in order to cover different time scales the number of systems may become unreasonably large. A more appropriate treatment based on continuum mechanics will be presented herein. This approach uses representation theorems for deriving material equations and allows for a systematic increase in modeling complexity. Moreover, we propose an approach based on energy to determine thematerial parameters.This method results in a simple linear regression problemeven for highly nonlinearmaterial equations. Therefore, the inverse problem leads to a unique solution. The significance of the proposed method is that the stored and dissipated energies necessary for the procedure are measurable quantities. We apply the proposed method to a 'semi-solid' material and measure its material parameters by using a simple-shear rheometer.

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Metadaten
Autoren/innen:B. E. Abali, Cheng-Chieh Wu, W.H. Müller
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Continuum mechanics and thermodynamics
Jahr der Erstveröffentlichung:2016
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.1 Sensorik, mess- und prüftechnische Verfahren
Verlag:Springer
Verlagsort:Berlin
Jahrgang/Band:28
Ausgabe/Heft:5
Erste Seite:1221
Letzte Seite:1246
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Constitutive relations; Inverse analysis; Material equations; Nonlinear rheology; Simple-shear rheometer
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Analytical Sciences
Analytical Sciences / Sensorik
DOI:https://doi.org/10.1007/s00161-015-0472-z
URL:http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS&DestLinkType=FullRecord;UT=WOS:000382016900001
ISSN:0935-1175
ISSN:1432-0959
Verfügbarkeit des Volltexts:Volltext-PDF im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:20.02.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:05.10.2015