Prestress effect on the thermomechanical response and fatigue life prediction of viscoelastic plates

Abstract

Розвинуто постановку зв’язаної задачi термомеханiки про вимушенi резонанснi коливання i дисипативний розiгрiв шарнiрно опертої в’язкопружної еластомерної прямокутної пластини з врахуванням попереднiх напружень. Постановка задачi ґрунтується на використаннi гiпотез Кiрхгофа–Лява i концепцiї комплексних модулiв, якi використанi для описання реакцiї в’язкопружного матерiалу на гармонiчне навантаження. Дослiджено як стацiонарну, так i нестацiонарну температурну поведiнку пластини. Детально вивчено вплив попереднього напруження як вздовж однiєї, так i вздовж двох осей. Iсторiї змiни температури дисипативного розiгрiву розраховано для рiзних значень попереднього напруження i параметрiв навантаження. Для визначення критичного навантаження вибрано температурний критерiй. Отриманi данi використано для дослiдження втомної витривалостi пластини та впливу на неї попереднього напруження.A statement of the coupled thermomechanical problem on forced resonant vibrations and dissipative heating of hinged viscoelastic elastomeric rectangular plate is given with account of prestresses applied. The statement is based on the standard Kirchhoff-Love hypotheses and concept of complex characteristics that are used to describe the viscoelastic material response to harmonic loading. Both steady-state and transient thermal response is investigated. Influence of the prestress is studied in details for both uniaxial and biaxial preliminary stresses applied. Dissipative heating temperature histories are calculated for the variety of the prestress and loading parameters. Temperature criterion is adopted to determine the critical state. The data obtained are used for the plate fatigue life prediction and the prestress effect on the plate response.