Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling
The use of expanded polystyrene (EPS) in road paving, where the soil exhibits special properties (for example, compressive soil), calls for the necessity of investigating the mechanical behavior of this material. In this work, a study of the EPS compressive behavior is presented. It is divided...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы прочности |
|---|---|
| Дата: | 2001 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2001
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/46571 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling / A. Imad, A. Ouâkka, K. Dang Van, G. Mesmacque // Проблемы прочности. — 2001. — № 2. — С. 65-77. — Бібліогр.: 21 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859818174193598464 |
|---|---|
| author | Imad, A. Ouâkka, A. Dang Van, K. Mesmacque, G. |
| author_facet | Imad, A. Ouâkka, A. Dang Van, K. Mesmacque, G. |
| citation_txt | Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling / A. Imad, A. Ouâkka, K. Dang Van, G. Mesmacque // Проблемы прочности. — 2001. — № 2. — С. 65-77. — Бібліогр.: 21 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы прочности |
| description | The use of expanded polystyrene (EPS) in road
paving, where the soil exhibits special
properties (for example, compressive soil),
calls for the necessity of investigating the
mechanical behavior of this material. In this
work, a study of the EPS compressive behavior
is presented. It is divided into two parts:
experimental and modeling investigations. The
experimental results show that the EPS global
compression behavior is characterized by three
stages. Analysis of the results shows that the
density of EPS plays an important role. A
phenomenological mechanical model is
considered in order to simulate the EPS
viscoelastoplastic behavior in the case of
compressive loading. A numerical analysis has
been made in order to describe the mechanical
behavior of the EPS material. This
investigation has revealed a good correlation
with the experimental results.
При использовании расширенного полистирена в случае прокладки дорог, когда почва имеет
особые свойства (например, сжатое состояние), возникает необходимость изучения механических
характеристик этого материала. В данной работе исследованы механические
свойства расширенного полистирена при сжатии. Работа включает две части: экспериментальное
исследование и моделирование.
Экспериментальные данные показали, что поведение расширенного полистирена при сжатии
характеризуется тремя стадиями. При анализе установлено, что плотность расширенного
полистирена играет важную роль.
Рассмотрена феноменологическая механическая модель для моделирования вязкоупругопластических
свойств при сжатии. С помощью численного анализа описаны механические
свойства, которые хорошо согласуются с полученными экспериментально.
При використанні розширеного полістирену у випадку прокладання доріг, коли грунт має особливості (наприклад, стиснення), виникає необхідність у вивченні механічних характеристик цього матеріалу. У даній роботі досліджено механічні характеристики розширеного полістирену при стисненні. Робота складається з двох частин: експериментального дослідження і моделювання.
Експериментальні дані свідчать, що поведінка розширеного полістирену при стисненні характеризується трьома стадіями. Аналіз показав, що щільність розширеного полістирену грає важливу роль.
Розглянуто феноменологічну механічну модель для моделювання в'язкопружнопластичних властивостей при стисненні. За допомогою числового аналізу описано механічні характеристики, які добре узгоджуються з отриманими експериментально.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:23:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
UDC 539.4
Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene
under Compressive Loading: Experiments and Modeling
A . I m a d , a A . O u â k k a , b K . D a n g V a n , b a n d G . M e s m a c q u e c
a Laboratoire d’Etudes des Structures, Ecole des Hautes Etudes Industrielles, Lille, France
b Laboratoire de Mécanique du Solide, Ecole Polytechnique, Palaiseau, France
c Laboratoire de Mécanique de Lille, Lille, France
УДК 539.4
Анализ вязкоупругопластического поведения растянутого
полистирена при сжатии: эксперименты и моделирование
А . И м а д а, А . У а к к а 6, К . Д а н г В а н 6, Г . М е с м а к ю в
а Лаборатория изучения структуры, Лилль, Франция
6 Лаборатория механики твердого тела, Паласо, Франция
в Лаборатория механики, Лилль, Франция
При использовании расширенного полистирена в случае прокладки дорог, когда почва имеет
особые свойства (например, сжатое состояние), возникает необходимость изучения меха
нических характеристик этого материала. В данной работе исследованы механические
свойства расширенного полистирена при сжатии. Работа включает две части: экспе
риментальное исследование и моделирование.
Экспериментальные данные показали, что поведение расширенного полистирена при сжа
тии характеризуется тремя стадиями. При анализе установлено, что плотность расши
ренного полистирена играет важную роль.
Рассмотрена феноменологическая механическая модель для моделирования вязкоупругоплас
тических свойств при сжатии. С помощью численного анализа описаны механические
свойства, которые хорошо согласуются с полученными экспериментально.
Ключевые слова : р а с ш и р е н н ы й п о л и с т и р е н , с ж а т и е , в я з к о у п р у г о п л а с т и ч е с
к о е п о в е д е н и е .
I n t r o d u c t i o n . E x p a n d e d p o l y s t y r e n e ( E P S ) i s m a n u f a c t u r e d f r o m
e x p a n d a b le p o l y s t y r e n e b e a d s , w h i c h a r e f u s e d a n d m o u ld e d in m o u ld s u s i n g d r y
s a t u r a t e d s t e a m [1 ] . T h e f i n a l p r o d u c t is t h e l o w - d e n s i ty E P S f o a m . I t h a s a c lo s e d
c e l l s t r u c tu r e , w h e r e i n 9 5 % o f t h e v o l u m e i s o c c u p i e d b y a ir . T h e s p e c i f i c d e n s i ty
3 3
o f p o l y s t y r e n e , e q u a l t o 1 0 5 0 k g / m , i s r e d u c e d to t h e r a n g e 8 t o 6 0 k g / m
d e p e n d i n g o n th e t y p e o f E P S [ 2 - 3 ] . T h u s , E P S i s a h i g h l y p o r o u s m a t e r i a l , w h i c h
c o n ta in s 1 .1 5 to 3 .2 5 % o f p o l y m e r a n d h a s a c o m p l e x s t r u c tu r e t h a t c a n b e
d e c o m p o s e d in to t w o b a s i c e le m e n t s [ 2 - 5 ] : b e a d s a n d c e l l s (F ig . 1 ). T h e
g e o m e t r y o f c e l l s c a n b e d e f in e d b y t h e i r m e a n d i a m e te r ( c e l lu l a r i t y ) (c) a n d w a l l
t h i c k n e s s (e). M i c r o s c o p i c o b s e r v a t i o n s r e v e a l t h a t c e l l w a l l s c o n t a i n
© A. IMAD, A. OUÂKKA, K. DANG VAN, G. MESMACQUE, 2001
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2001, N 2 65
A. Imad, A. Oudkka, K. Dang Van, and G. M esmacque
m i c r o p o r o s i t y [ 1 2 ] . B e a d s a r e s i m p l y d e f i n e d b y t h e i r m e a n d i a m e t e r
( g r a n u l o m e t r y ) ( g ) . B e a d s a n d c e l l s p r e s e n t s t r u c tu r a l i s o t r o p y t h a t c a n a ls o b e
s e e n o n m a c r o m e c h a n i c a l l e v e l . T h e E P S s t r u c tu r e c a n b e d e s c r i b e d b y t h r e e
g e o m e t r i c a l p a r a m e t e r s , n a m e l y , g , c , a n d e t h a t c a n v a r y s i g n i f i c a n t l y w i t h i n a n
E P S b lo c k . M o r e o v e r , t h e r e i s n o d i r e c t c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h o s e p a r a m e t e r s a n d
*
th e E P S a p p a r e n t d e n s i ty p . H o w e v e r , i t c a n b e o b s e r v e d t h a t t h e e / c r a t i o t h a t
c h a r a c t e r i z e s t h e c o m p a c t n e s s o f t h e c e l l s c a n b e l i n e a r l y c o r r e l a t e d w i t h t h e E P S
d e n s i ty b y t h e f o l lo w in g e q u a t i o n [7 , 1 2 ]:
p * = 3 .4 7 p s C , (1 )
w h e r e p s is t h e P S c r y s t a l d e n s i ty ( 1 0 5 0 k g / m ).
I n g e n e r a l , t h i s m a t e r i a l i s f r e q u e n t ly u s e d a s a p a c k a g in g m a t e r i a l f o r s h o c k
a n d v i b r a t i o n d a m p in g . I n t h i s c a s e , c e l l u l a r m a t e r i a l s a r e u s u a l l y s u b j e c t e d to
h i g h d e f o r m a t i o n r a te s a n d t h e i r m e c h a n i c a l b e h a v i o r u n d e r d y n a m i c c o m p r e s s io n
p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e , a s w e l l a s t h e i r e n e r g y a b s o r p t io n c h a r a c t e r i s t i c s [1 1 , 1 5 ].
a b
Fig. 1. Expanded polystyrene microstructure: beads (a) level and cells (b) level.
R e c e n t ly , E P S h a s a l s o b e e n u s e d a s l i g h t w e i g h t f i l l f o r s u b - r o a d p a v e m e n t
f o r c o m p r e s s ib l e o r u n s t a b l e s o i l s [ 1 - 3 ] . T h i s a p p l i c a t i o n l e a d s r e s e a r c h e r s to
s t u d y E P S m e c h a n i c a l b e h a v i o r u n d e r s t a t i c c o m p r e s s iv e o r c r e e p lo a d i n g a t l o w
d e f o r m a t i o n r a t e s [ 4 - 7 ] . T h e s e w o r k s , e s s e n t i a l l y e x p e r i m e n t a l , a l l o w a b e t t e r
u n d e r s t a n d i n g o f t h e E P S b e h a v i o r a n d e s t a b l i s h i n g e m p i r i c a l m o d e l s r e l a t i n g th e
E P S m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s t o i t s r e l a t i v e d e n s i ty [ 5 - 7 ] . T h e s e r e l a t i o n s h ip s a r e
s i m i l a r t o t h o s e u s u a l l y u s e d f o r t r a d i t i o n a l f o a m s [ 8 - 1 1 ] .
T h e m e c h a n i s m o f t h e E P S c o m p r e s s io n i s t h e a d d i t i o n o f t w o s i m u l t a n e o u s
p h e n o m e n a :
- c e l l w a l l s , s o l i d p o l y m e r c o m p r e s s io n ;
- c e l l e n c l o s e d , a i r c o m p r e s s io n .
F o r t h i s p u r p o s e , t h e E P S c o m p r e s s iv e m e c h a n i c a l b e h a v i o r h a s b e e n
a n a l y z e d u s i n g a g l o b a l a p p r o a c h . T h i s w o r k c o n s i s t s o f e x p e r i m e n t a l a n d
n u m e r i c a l s t u d i e s b a s e d u p o n a r h e o lo g i c a l m o d e l a n d f i n i t e - e l e m e n t s im u la t io n .
66 ISSN 0556-171X. npo6n.eubi npounocmu, 2001, № 2
Analysis o f Viscoelastoplastic Behavior
1. E x p e r i m e n t a l P r o c e d u r e . S p e c im e n s w e r e m a c h i n e d u s i n g a h o t w i r e
p r o c e s s a n d h a v e th e s h a p e o f a p a r a l l e l e p i p e d (L = 1 0 0 m m , H = 7 5 m m , a n d
l = 1 0 0 m m ) . C o m p r e s s i o n t e s t s w e r e c o n d u c t e d u n d e r e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n s
a t a c o n s t a n t c r o s s h e a d d i s p l a c e m e n t s p e e d (4 m m / m in ) . F iv e s a m p le s w e r e t e s t e d
f o r e a c h E P S d e n s i ty i n o r d e r t o o b t a i n t h e m e a n m e c h a n i c a l b e h a v i o r [1 2 , 1 7 ] .
B e c a u s e o f d e n s i ty v a r i a t i o n in s i d e a n E P S b lo c k , t h e d e n s i ty o f e a c h s p e c im e n
*
w a s m e a s u r e d p r i o r t o t h e t e s t , g i v in g th e a p p a r e n t d e n s i ty v a lu e p . T h e d e n s i ty
o f s p e c i m e n s w a s d e t e r m i n e d f r o m t h e i r w e i g h t a n d d i m e n s i o n s . I n t h i s
in v e s t i g a t i o n , e ig h t e e n t y p e s o f t h e E P S w e r e t e s t e d c o r r e s p o n d i n g t o t h r e e
d e n s i ty v a lu e s ( 1 5 , 2 0 , a n d 3 0 k g / m ) a n d d i f f e r e n t s i z e s o f t h e c e l l s a n d b e a d s .
G lo b a l ly , t h e d e n s i ty v a r i e s f r o m 13 t o 3 7 k g / m [1 2 ] .
2 . R e s u l t s a n d D i s c u s s i o n . C o m p r e s s i o n c a u s e s t r a n s v e r s e d e f o r m a t i o n
l e a d i n g t o P o i s s o n ’s r a t i o n e a r l y e q u a l t o z e r o [8 ] . T h i s r e s u l t s i n a n i n c r e a s e in
*
t h e a p p a r e n t d e n s i ty p w i t h t h e a p p l i e d s t r a in : c o m p r e s s ib i l i t y o f t h e m a t e r i a l
( F i g 2 ) . T h e a b o v e o b s e r v a t i o n i s s i m i l a r f o r a l l c e l l u l a r m a t e r i a l s [1 1 ] . T h i s
m e c h a n i c a l b e h a v i o r l e a d s t o a n i n c r e a s e i n t h e a p p a r e n t d e n s i ty w i t h th e
lo n g i t u d i n a l s t r a in £, a c c o r d in g t o t h e f o l l o w in g e x p r e s s io n :
P = P 0
1
1 - £
(2 )
w h e r e p 0 i s t h e i n i t i a l a p p a r e n t d e n s i ty o f t h e m a t e r i a l a n d £ i s t h e a p p l i e d s t r a in
u n d e r c o m p r e s s iv e l o a d in g .
Strain (% )
Fig. 2. Stress and density vs strain.
ISSN 0556-171X. npoOneMbi npouuocmu, 2001, № 2 67
A. Imad, A. Ouakka, K. Dang Van, and G. M esmacque
F i g u r e 2 p r e s e n t s a c o m p l e te E P S c o m p r e s s iv e s t r e s s - s t r a i n c u r v e , w h i c h is
t y p ic a l o f a l l c e l l u l a r m a t e r i a l s . I t i s l i n e a r - e l a s t i c u p to 4 % s t r a in . T h is p o r t i o n is
*
d e t e r m i n e d b y th e t a n g e n t m o d u lu s E . T h e p l a s t i c p h a s e i s r e p r e s e n t e d b y a
h o r i z o n t a l p l a t e a u , w h i c h e x te n d s t o a b o u t 6 0 % s t r a in a n d i s c h a r a c t e r i z e d b y th e
*
y i e l d s t r e s s a s . W h e n th e s p e c im e n is e s s e n t i a l l y c o m p o s e d o f t h e p o ly m e r , th e
s t r e s s i n c r e a s e s r a p id ly . T h i s f i n a l p h a s e i s d e f in e d b y th e d e n s i f i c a t i o n s t r a in ed .
M o s t f o a m s h a v e a t y p ic a l s i g m o id s t r e s s - s t r a i n r e l a t i o n s h ip t h a t c a n b e d e s c r i b e d
b y a v a r i e t y o f e m p i r i c a l m o d e l s [1 1 , 1 9 ].
*
T h e v a lu e o f th e y i e l d s t r e s s a s c a n b e o b t a i n e d e i t h e r f r o m e x p e r i m e n t a l
t e s t s , f r o m r e s i d u a l s t r a in a n a l y s i s u s i n g “ l o a d i n g - u n l o a d i n g ” t e c h n i q u e o r
*
r e c o v e r y t e s t s , a n d g r a p h ic a l l y ( F ig . 3 ) ; a s i s th e s t r e s s v a lu e c o r r e s p o n d i n g to
th e i n t e r s e c t i o n o f th e i n i t i a l t a n g e n t a n d p l a t e a u t a n g e n t ( F ig . 2 ) [1 1 , 1 9 ].
O Cycle residual stra in (%)
(0o.
(A
(Aa>
1 » Ew 3« c » .E Q> x £ (0 « £
o > O
o
— ■— Strain (%)
Fig. 3. Determination of the yield stress value: stress vs strain and cycle maximum stress vs cycle
residual strain.
A p r e l i m i n a r y s t u d y w a s p e r f o r m e d in o r d e r t o v e r i f y t h e u n i f o r m i t y o f
c o m p r e s s iv e d e f o r m a t i o n i n th e a x ia l d i r e c t i o n . F o r t h i s p u r p o s e , a s a m p le w a s
m a r k e d w i t h s e v e n l in e s a lo n g th e l o n g i t u d i n a l d i m e n s i o n L. T h e d i s t a n c e
b e tw e e n t h o s e l in e s w a s e q u a l t o b ( F ig . 4 ) . T h e v a r i a t i o n o f th e d i s p l a c e m e n t
v a lu e d u r i n g a c o m p r e s s io n t e s t w a s m e a s u r e d u s i n g im a g e a n a l y s i s i n o r d e r to
d e te r m i n e t h e v a lu e o f A b . T h e l o c a l s t r a in c a l c u l a t e d b y th e r a t i o A b / b w a s
c o m p a r e d to t h e g lo b a l s t r a in d e t e r m i n e d b y th e r a t i o A L / L . F i g u r e 4 i l l u s t r a te s
th e l o c a l a n d g lo b a l s t r a in s a n d s h o w s t h a t t h e s e s t r a in s a r e s im ila r . T h is
o b s e r v a t i o n i n d i c a t e s t h a t t h e g lo b a l m e a s u r e o f d i s p l a c e m e n t i s s u f f i c i e n t f o r th e
d e t e r m i n a t i o n o f t h e a p p l i e d s t r a in i n o r d e r to r e a l i z e th e s t r e s s - s t r a i n c u r v e . F o r
m a n y ty p e s o f f o a m s , d i r e c t l y u n d e r t h e a p p l i e d lo a d , t h e c e l l s t r u c tu r e a p p e a r s to
b e n d a n d b u c k le . D a m a g e to t h e e n t i r e s p e c im e n i s d o n e in a p r o g r e s s i v e w a y .
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
68 ISSN 0556-171X. npoGneMu nponnocmu, 2001, № 2
Analysis o f Viscoelastoplastic Behavior .
20% 30% 40%
Global strain
Fig. 4. Local sample deformation vs global sample deformation.
C o m p r e s s i o n t e s t s w e r e c o n d u c t e d i n o r d e r to s t u d y th e i n f lu e n c e o f th e
s t r a in r a te . T h e d i s p l a c e m e n t r a t e s s t u d i e d w e r e 1, 2 , 4 , 5 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 5 0 , a n d 1 0 0
m m / m i n . T h e r e s u l t s o b t a i n e d s h o w t h a t a n i n c r e a s e i n t h e d i s p l a c e m e n t r a t e l e a d s
to a s l i g h t i n c r e a s e i n t h e y i e l d s t r e s s a n d h a s n o e f f e c t o n t h e t a n g e n t m o d u lu s
( F ig . 5 ) . T h e s e r e s u l t s a r e s i m i l a r to t h o s e p u b l i s h e d f o r c e l l u l a r m a t e r i a l s [1 1 ] .
T h e s l i g h t y i e l d - s t r e s s i n c r e a s e i s c a u s e d b y th e v i s c o u s b e h a v i o r o f t h e m a te r i a l .
A c tu a l ly , a t l o w s t r a in r a te s , t h e E P S c a n a d a p t i t s e l f to t h e a p p l i e d s t r e s s b y a i r
e v a c u a t i o n t h r o u g h t h e c e l l - w a l l p o r o s i t y . O n th e c o n t r a r y , a t h i g h - s t r a i n r a te s , th e
i n t e r n a l c e l l p r e s s u r e c a n n o t r e a c h e q u i l i b r iu m . T h is l e a d s to a s l i g h t i n c r e a s e i n
t h e s a m p le s t r e n g th a n d i n t h e y i e l d s t r e s s .
0 20 40 60 80 100
Strain (%)
Fig. 5. Crosshead speed influence on EPS compression behavior.
ISSN 0556-171X. npoGneMhi npouHocmu, 2001, № 2 69
A. Imad, A. Ouakka, K. D ang Van, and G. M esmacque
I n o r d e r to c o n f i r m th e E P S v i s c o s i ty , c o m p r e s s i o n - r e l a x a t i o n t e s t s w e r e
p e r f o r m e d a t v a r io u s s t r a in l e v e l s (5 , 1 0 , 1 5 , a n d 2 0 % ) . T h e r e s u l t s s h o w a s l i g h t
v i s c o s i ty p h e n o m e n o n w h a t e v e r t h e E P S ty p e ( a 3 0 % s t r e s s d e c r e a s e ) . T h is l o w
v i s c o s i ty e x p la i n s t h e s l i g h t s t r a in r a t e i n f lu e n c e o n th e E P S m e c h a n i c a l b e h a v i o r
( F ig . 6 ) .
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Time (s)
Fig. 6. Stress relaxation.
T h e a p p a r e n t d e n s i ty p is t h e m a i n p a r a m e te r , w h i c h g o v e r n s th e
m e c h a n i c a l b e h a v i o r o f c e l l u la r m a t e r i a l s [ 9 - 1 1 ] . I n o u r c a s e , w e s t u d i e d th e
i n f lu e n c e o f t h e E P S a p p a r e n t d e n s i ty o n t h r e e m e c h a n i c a l p a r a m e t e r s E , o s ,
a n d £ D . T h e r e s u l t s a l l o w e d u s to d e te r m i n e e m p i r i c a l r e l a t i o n s h ip s b e tw e e n th e
d e n s i ty a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s . T h e y a r e w r i t t e n u s i n g th e E P S r e la t i v e
c h a r a c t e r i s t i c s :
1.63
I , ( 3 )
E *
— = 1.01
* \
P _
EEs v P s j
* 1 *
= 0 .3 7 P _
o sss \ P s
1.46
( 4 )
£ D = 1 0 0 - 5 2 2 . 8 3 .
P s
( 5 )
T h e s e r e l a t i o n s h ip s s h o w th e m a j o r d e n s i ty e f f e c t o n th e t h r e e m e c h a n i c a l
p a r a m e t e r s . I n d e e d , a n i n c r e a s e i n t h e r e l a t i v e d e n s i ty l e a d s to a n i n c r e a s e i n th e ̂ *
E P S s t r e n g th , E a n d o s , a n d to a d e c r e a s e i n t h e d e n s i f i c a t i o n s t r a in , £D
( F ig . 7 ) . G e n e r a l ly , t h e s a m e c o n c l u s i o n s h a v e b e e n p o i n t e d o u t i n a l l t h e c a s e s
w i t h c e l l u l a r m a t e r i a l s [1 1 ] .
70 ISSN 0556-171X. npo6xeMbi npounocmu, 2001, № 2
*
Analysis o f Viscoelastoplastic Behavior ...
Stra in
Fig. 7. Influence of density.
3 . V i s c o e l a s t o p l a s t i c M o d e l i n g .
3 .1 . Phenomenological Mechanical Model. T h e E P S b e h a v i o r u n d e r
c o m p r e s s iv e l o a d i n g c a n b e d e s c r i b e d b y r h e o lo g i c a l m o d e l s o f tw o p a r t i c u l a r
t y p e s o f m a t e r i a l : t h e e l a s t o p l a s t i c s o l i d a n d t h e v i s c o u s l iq u id . E x p e r i m e n t a l
r e s u l t s l e a d to t h e c o n c l u s i o n o f t h e E P S v i s c o e l a s t o p l a s t i c m e c h a n i c a l b e h a v io r .
H e r e , a g l o b a l m o d e l i n g is u s e d in o r d e r to s i m u la t e t h e s t r e s s - s t r a i n c u r v e u p to
2 0 % s t r a in . T h e m ic r o s t r u c t u r e o f t h e E P S ( b e a d s a n d c e l l s ) is n o t c o n s id e r e d .
I n d e e d , t h i s t y p e o f p h e n o m e n o l o g ic a l m e c h a n i c a l m o d e l a s s u m e s th e e x i s t e n c e
o f a n “ e q u iv a l e n t m a t e r i a l . ”
8
Fig. 8. Rheological model.
T h e r h e o lo g i c a l m o d e l is b u i l t b y t h e s u p e r p o s i t i o n o f tw o p a r a l l e l b r a n c h e s
( F ig . 8 ):
- a v i s c o e l a s t i c b r a n c h c o m p o s e d o f a s p r in g a n d a p i s t o n a s s e m b le d in s e r i e s
( n o n l in e a r v i s c o s i ty ) . T h i s b r a n c h a l l o w s s i m u la t io n o f th e n o n l i n e a r e la s t i c p h a s e
a n d t h e r e l a x a t i o n m e c h a n i s m ;
ISSN 0556-171X. npo6neMU nponnocmu, 2001, № 2 71
A. Imad, A. Ouâkka, K. Dang Van, and G. M esmacque
- a n e la s t o p l a s t i c b r a n c h c o m p o s e d o f a s p r i n g a s s e m b le d i n s e r i e s w i t h a
s p r in g a n d a p a d . T h is b r a n c h a l l o w s s i m u la t io n o f t h e p l a s t i c i t y ( p a d ) ,
d e n s i f i c a t i o n ( s p r i n g a) a n d c r e e p p h e n o m e n o n ( s p r i n g K p a s s e m b le d w i t h th e
p i s t o n o f t h e v i s c o e l a s t i c b r a n c h ) .
T h e s t r e s s a n d s t r a in a p p l i e d t o t h e s y s te m c o m e in to a n e la s t o p l a s t i c a n d a
v i s c o p la s t i c p a r t s o f t h e m o d e l a n d a r e g i v e n b y th e f o l lo w in g e q u a t io n s :
£ = £ \ + £ = £ 2 + £ (6 )
0 = 0 v + O p = 0 v + O pe + O pp . (7 )
T h e s t r e s s - s t r a i n r e l a t i o n s h ip f o r e a c h p a r t o f t h e m o d e l a r e e x p r e s s e d b y
O v = K vt f f o r t h e K v
0 v = n
v n-1 • v v
n £ £ = n £ s ig n ( £ v )
f o r t h e s p r in g ,
f o r t h e p i s to n ,
(8 )
(9 )
O p = K p £2 f o r t h e Kp s p r in g , (1 0 )
0 pe = a £ p f o r t h e a s p r in g , (1 1 )
O pp = O c f o r t h e p a d . (1 2 )
T h i s m o d e l i n v o lv e s a s ix p a r a m e t e r s e t : K v , n , n, K p , a , a n d O c.
I d e n t i f i c a t i o n o f t h e p a r a m e t e r s h a s b e e n c a r r i e d o u t u s i n g a c a l c u l a t i o n a lg o r i t h m
m in i m iz i n g t h e d i s t a n c e b e t w e e n th e t h e o r e t i c a l a n d t h e e x p e r i m e n t a l c u r v e s [1 2 ,
2 0 , 2 1 ] . I n t h i s s tu d y , t h e p a r a m e t e r s f o r c o m p r e s s io n ( s in g l e i d e n t i f i c a t i o n ) a n d
c o m p r e s s i o n - r e l a x a t i o n ( m u l t i p le i d e n t i f i c a t i o n ) t e s t s , a r e i d e n t i f i e d .
T h e e r r o r b e tw e e n th e t h e o r y a n d th e e x p e r i m e n t is l e s s t h a n 0 .5 % f o r
c o m p r e s s io n t e s t s (F ig . 9 ) a n d l e s s t h a n 1 .5 % f o r c o m p r e s s i o n - r e l a x a t i o n t e s t s
(F ig . 1 0 ).
A l l r e s u l t s f o r t h e c a s e s o f c o m p r e s s io n a n d c o m p r e s s i o n - r e l a x a t i o n a r e
l i s t e d i n T a b l e 1. T h e s e r e s u l t s s h o w t h a t i t is p o s s ib l e t o r e l a t e t h e e x p e r i m e n t a l
*
v a lu e s ( E , . . . ) a n d th e m o d e l p a r a m e t e r s K v , K p , a , a n d O c . I n o u r c a s e , t h e s e
r e l a t i o n s a r e e x p r e s s e d b y [1 2 ]
K p + K v ~ E , ( 1 3 )
a K pp
a + K p
a , (1 4 )
72 ISSN 0556-171X. npoôneMbi npouuocmu, 2001, № 2
Analysis o f Viscoelastoplastic Behavior
0.4 .
( 1 5 )О s compressive tests
relaxation tests
N e v e r t h e l e s s , th e s t u d y o f th e v i s c o s i ty p a r a m e t e r s n a n d n s h o w s th a t
th e r e i s n o c o r r e l a t i o n w i t h th e e x p e r i m e n t a l p a r a m e t e r s . I n d e e d , t h e v i s c o s i ty
p a r a m e t e r s e s s e n t i a l l y d e p e n d o n th e s t r a in r a te , w h i c h is c o n s t a n t f o r th e
i d e n t i f i e d t e s t s .
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Strain (%)
Fig. 9. Stress vs strain: comparison of the rheological and finite-element models and experimental
results (compression case).
0 100 200 300 400 500 600 700
Time (s)
Fig. 10. Stress vs strain: comparison of the rheological and finite-element models and experimental
results (compression-stress relaxation case).
I t is i m p o r t a n t to n o t e t h a t t h e p a r a m e t e r s o f th e r h e o lo g i c a l m o d e l o b t a i n e d
b y s im p le a n d m u l t i p le i d e n t i f i c a t i o n s , a r e d i f f e r e n t . T h i s i n d ic a te s t h a t t h i s t y p e
o f a p p r o a c h h a s n o u n i q u e s e t o f p a r a m e t e r s ( s e e T a b le 1).
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2001, № 2 73
160
о
120-,
A. Imad, A. Ouâkka, K. Dang Van, and G. M esmacque
T a b l e 1
Parameters of the model values in the compression and compression-relaxation cases
EPS type Kp K v °c a n Error (%)
Compression
A15 1588 879 27 139 466 0.42 0.44
A20 3884 1493 73 214 346 0.30 0.41
A30 6891 7656 93 261 422 0.14 0.29
B15 2523 1041 48 172 216 0.28 0.48
B20 3865 1921 77 259 191 0.19 0.47
B30 7059 5556 132 376 354 0.14 0.46
C15 2194 1220 39 122 154 0.21 0.41
C20 3656 1944 68 134 187 0.19 0.32
C30 3812 3897 62 166 340 0.19 0.37
D15 1728 1262 31 139 223 0.24 0.42
D20 3590 1322 76 27 55 0.06 0.20
D30 5801 7661 41 412 387 0.15 0.58
E15 1986 1278 36 109 210 0.25 0.38
E20 2715 2638 52 142 371 0.24 0.34
E30 2735 5101 44 174 392 0.17 0.37
F15 2312 995 45 100 104 0.18 0.39
F20 3393 2211 65 111 122 0.10 0.32
F30 3827 3216 76 116 206 0.13 0.26
Compression-relaxation
A15 (10%) 950 1049 20 197 120 0.23 1.02
A15 (15%) 796 1787 15 239 135 0.17 1.25
A20 (15%) 2186 4165 32 296 225 0.15 0.88
A20 (20%) 2247 4378 29 208 235 0.15 1.15
B20 (15%) 1634 4261 26 270 210 0.13 0.96
B20 (20%) 1376 5450 22 229 222 0.11 0.93
C15 (20%) 917 1607 27 135 173 0.17 1.11
D20 (15%) 2218 3548 30 184 184 0.11 0.91
D30 (15%) 3608 3945 86 112 328 0.15 0.51
E20 (20%) 1200 3762 23 140 194 0.11 0.95
E30 (20%) 2667 4375 60 144 306 0.14 0.73
F20 (10%) 1387 4286 24 151 169 0.08 0.81
F20 (15%) 2168 3626 35 106 181 0.11 0.82
T h e a b o v e c o m m e n ts l e a d to t h e n e c e s s i t y o f f i n d in g a n e x p e r i m e n t a l
p r o c e d u r e to i m m e d ia t e l y d e te r m in e t h e m o d e l p a r a m e t e r s [1 2 ] . T h i s w i l l a l l o w
d e t e r m i n a t i o n o f a sole p a r a m e t e r s e t t h a t i s n o t p o s s ib l e u s i n g n u m e r i c a l
i d e n t i f i c a t i o n .
3 .2 . Numerical Modeling. I n t h i s c o n n e c t i o n , a t h r e e - d im e n s i o n a l e x t e n s i o n
o f t h e r h e o lo g i c a l e q u a t i o n s a l l o w s t h e u s e o f f i n i t e - e l e m e n t c a l c u l a t i o n s f o r t h e
s im u la t io n o f c o m p r e s s io n t e s t s . M o d e l in g h a s b e e n c o n d u c t e d o n a q u a r t e r o f a
s p e c im e n u s i n g a C U B 8 e l e m e n t t y p e a n d C a s t e m 2 0 0 0 s o f tw a r e .
74 ISSN 0556-171X. npoôneMbi npouuocmu, 2001, № 2
Analysis o f Viscoelastoplastic Behavior
T h e g l o b a l m e c h a n i c a l b e h a v i o r o f t h e E P S f o a m is c o n s i d e r e d b y u s i n g th e
s ix i d e n t i f i e d p a r a m e t e r s o b t a i n e d b y th e r h e o lo g i c a l m o d e l (K v , n , n , K p , a, a n d
о c ) , w h i c h a r e i n t r o d u c e d in to t h e c a l c u l a t i o n s o f tw a r e . M i c r o s t r u c t u r e e f f e c t s a r e
n o t c o n s i d e r e d i n t h i s t y p e o f m o d e l i n g . N u m e r i c a l s i m u la t io n c o r r e s p o n d s to t h e
“ e q u iv a l e n t m a t e r i a l . ”
W i t h a u n i a x i a l c o m p r e s s iv e l o a d a p p l i e d , t h e d e f o r m a t i o n m e c h a n i s m is
s i m i l a r t o e x p e r i m e n t a l o b s e r v a t i o n s . T h e p r e d i c t e d r e s p o n s e s o f t h e f o a m f r o m
t h e f i n i t e e l e m e n t a n a l y s e s w e r e c o m p a r e d to t h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s .
T h e r e s u l t s o b t a i n e d a r e i n d e e d c lo s e t o t h e e x p e r i m e n t a l o n e s . T h i s a l l o w e d
u s to v a l i d a t e t h e p r o p o s e d t y p e o f m o d e l in g .
C o n c l u s i o n s . T h e r e s u l t s o f s tu d y i n g t h e E P S c o m p r e s s iv e l o a d i n g a l l o w u s
t o d r a w s e v e r a l c o n c lu s io n s . I t h a s b e e n s h o w n t h a t v i s c o e l a s t o p l a s t i c m e c h a n i c a l
b e h a v i o r o f t h e E P S is a f f e c t e d b y a s l i g h t v i s c o s i t y e f f e c t l e a d i n g to a lm o s t n o
s t r a in r a te e f f e c t . T h e m e c h a n i c a l p a r a m e t e r s d e s c r i b i n g th e e l a s t i c a n d p l a s t i c
p h a s e s , n a m e l y , t h e i n i t i a l t a n g e n t m o d u lu s a n d t h e y i e l d s t r e s s , c a n b e r e l a t e d to
t h e r e l a t i v e d e n s i ty u s i n g i n c r e a s i n g p o w e r l a w s . T h e d e n s i f i c a t i o n s t r a in
d e c r e a s e s l i n e a r l y w i t h a g r o w i n g r e l a t i v e d e n s i ty . R h e o lo g i c a l m o d e l i n g o f
c o m p r e s s io n a n d c o m p r e s s i o n - r e l a x a t i o n t e s t s h a s s h o w n t h a t t h e r e s u l t s a r e
c o r r e c t a n d o f f e r c o n f i r m a t i o n o f t h e E P S v i s c o e l a s t o p l a s t i c b e h a v i o r . M o r e o v e r ,
f i n i t e e l e m e n t s i m u la t io n u s i n g t h e r h e o lo g i c a l m o d e l p a r a m e t e r s a n d e q u a t io n s
a l l o w s a c o r r e c t s i m u la t io n o f c o m p r e s s io n a n d c o m p r e s s i o n - r e l a x a t i o n t e s t s . T h e
e x t e n s i o n o f t h i s a p p r o a c h s h o u l d m a k e i t p o s s ib l e t o u s e n u m e r i c a l c a l c u l a t i o n s
f o r t h e o p t im i z a t io n o f t h e E P S l i g h t w e i g h t f i l l s t r u c tu r e .
A c k n o w l e d g m e n t s . T h is w o r k w a s s u p p o r t e d b y th e H u n s tm a n C h e m i c a l
C o m p a n y F r a n c e ( H C C F ) , R i b e c o u r t - F r a n c e , w h i c h p r o d u c e d t h e E P S m a te r i a l .
W e w o u l d l ik e t o t h a n k R . D a f f a r a , B . B e g u in , a n d T . L u c a s .
Р е з ю м е
П р и в и к о р и с т а н н і р о з ш и р е н о г о п о л і с т и р е н у у в и п а д к у п р о к л а д а н н я д о р і г ,
к о л и г р у н т м а є о с о б л и в і в л а с т и в о с т і ( н а п р и к л а д , с т и с н е н н я ) , в и н и к а є н е о б
х і д н і с т ь у в и в ч е н н і м е х а н і ч н и х х а р а к т е р и с т и к ц ь о г о м а т е р іа л у . У д а н і й
р о б о т і д о с л ід ж е н о м е х а н і ч н і х а р а к т е р и с т и к и р о з ш и р е н о г о п о л і с т и р е н у п р и
с т и с н е н н і . Р о б о т а с к л а д а є т ь с я з д в о х ч а с т и н : е к с п е р и м е н т а л ь н о г о д о с л і д
ж е н н я і м о д е л ю в а н н я .
Е к с п е р и м е н т а л ь н і д а н і с в ід ч а т ь , щ о п о в е д і н к а р о з ш и р е н о г о п о л і с т и р е н у п р и
с т и с н е н н і х а р а к т е р и з у є т ь с я т р ь о м а с т а д ія м и . А н а л і з п о к а з а в , щ о щ іл ь н іс т ь
р о з ш и р е н о г о п о л і с т и р е н у г р а є в а ж л и в у р о л ь .
Р о з г л я н у т о ф е н о м е н о л о г і ч н у м е х а н і ч н у м о д е л ь д л я м о д е л ю в а н н я в ’я з к о -
п р у ж н о п л а с т и ч н и х в л а с т и в о с т е й п р и с т и с н е н н і . З а д о п о м о г о ю ч и с л о в о г о
а н а л і з у о п и с а н о м е х а н і ч н і х а р а к т е р и с т и к и , я к і д о б р е у з г о д ж у ю т ь с я з о т р и
м а н и м и е к с п е р и м е н т а л ь н о .
1. T . A . C o le m a n , “ P o l y s t y r e n e f o a m is c o m p e t i t i v e , l i g h t w e i g h t f i l l , ” Civil
Engng., A S C E , 6 8 - 6 9 ( 1 9 7 4 ) .
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2001, N° 2 75
A. Imad, A. Ouâkka, K. Dang Van, and G. M esmacque
2 . J . P . M a g n a n a n d B . S o y e z , “ P r i n c ip e d e s r e m b l a i s l é g e r s ; c o n t r a in t e s
d ’e m p lo i d u p o l y s t y r è n e , ” Bulletin de Liaison du Laboratoire des Ponts et
Chaussées, M a r s - A v r i l , 1 3 6 , 9 - 1 3 ( 1 9 8 5 ) .
3 . J . P . M a g n a n a n d J . F . S e r r a t r i c e , “ P r o p r i e t e s m e c a n i q u e s d u p o l y s t y r e n e
e x p a n s é p o u r s e s a p p l i c a t io n s e n r e m b l a i r o u t i e r , ” Bulletin de Liaison du
Laboratoire des Ponts et Chaussées, N o v e m b r e - D e c e m b r e , 1 6 4 , 2 5 - 3 1
( 1 9 8 9 ) .
4 . L . J . G i b s o n a n d M . F . A s h b y , Cellular Solids, Structures, and Properties,
P e r g a m o n P r e s s , f i r s t e d i t i o n ( 1 9 8 8 ) .
5 . I. M . D u s k o v , Materials Research on Expanded Polystyrene Foam (E.P.S.),
D e l f t U n i v e r s i t y o f T e c h n o lo g y ( 1 9 9 4 ) .
6 . A . L e f e b v r e , Etude du comportement mécanique du polystyrène expansé
utilisé en remblais routiers, D . E . A . d e G é n ie C iv i l , H a u t e s E tu d e s
I n d u s t r i e l l e s , L i l l e ( 1 9 9 4 ) .
7 . A . I m a d , A . L e f e b v r e , C . F o r n a l l a z , a n d B . B e g h i n , “ E t u d e d u
c o m p o r t e m e n t m é c a n i q u e d u p o l y s t y r è n e e x p a n s é ( P .S .E . ) , ” in : Génie
mécanique des caoutchoucs et des élastomères thermoplastiques, E d i t e p a r
C h r i s t i a n G ’S e l l e t A l a i n C o u p a r d ( 1 9 9 7 ) , p p . 3 5 1 - 3 5 4 .
8 . J . T . T s a i , “ T h e c o m p r e s s iv e d e f o r m a t i o n o f p o l y m e r i c f o a m s ,” Polymer
Engng. Sci, 2 2 , N o . 9 , 5 4 5 - 5 4 8 ( 1 9 8 2 ) .
9 . S . K . V i d y a r th i , “ D e n s i t y a n d s t r e n g th o f p l a s t i c f o a m s ,” Cellular Polymers,
3 , N o . 1, 1 - 9 ( 1 9 8 4 ) .
1 0 . J . L . T h r o n e , “ E f f e c t o f d e n s i ty o n c o m p r e s s iv e s t r e s s - s t r a i n b e h a v i o r o f
u n i f o r m d e n s i ty c lo s e d c e l l f o a m s ,” J. Cellular Plastics, M a y - J u n e , 1 7 8
1 8 2 ( 1 9 8 5 ) .
1 1 . L . J . G i b s o n a n d M . F . A s h b y , Cellular Solids, Structures and Properties,
P e r g a m o n P r e s s ( 1 9 8 8 ) .
1 2 . J . P . Y v r a r d , Expérimentation et modélisation du comportement mécanique
du polystyrène expansé, T h e s e U n i v e r s i t e d e s S c i e n c e s e t T e c h n o lo g i e s d e
L i l l e ( 1 9 9 8 ) .
1 3 . C . J . B e n n in g , Plastic Foams: The Physics and Chemistry o f Product
Performance and Process Technology. V o l u m e I: Chemistry and Physics o f
Foam Formation, W i l e y I n t e r s c i e n c e ( 1 9 6 9 ) .
1 4 . C . J . B e n n in g , Plastic Foams: The Physics and Chemistry o f Product
Performance and Process Technology, V o l u m e I I : Structure, Properties,
and Applications, W i l e y I n t e r s c i e n c e ( 1 9 6 9 ) .
1 5 . J . M i l t z , O . R a m o n , a n d S . M i z r a h i , “ M e c h a n i c a l b e h a v i o r o f c lo s e d c e l l
p l a s t i c f o a m s u s e d a s c u s h i o n in g m a t e r i a l s , ” J. Appl. Polymer Sci., 3 8 ,
2 8 1 - 2 9 0 ( 1 9 8 9 ) .
1 6 . J . S a r l in , P e . J â r v e l â , P i . J â r v e l â , a n d P . T o r m â l â , “ T h e in h o m o g e n e i t y
i n s i d e a b l o c k o f e x p a n d e d p o l y s t y r e n e ( E .P .S . ) , ” Plastics and Rubber
Processing and Applications, 6 , N o . 1 , 4 3 - 4 9 ( 1 9 8 6 ) .
1 7 . M . C . S h a w a n d T . S a ta , “ T h e p l a s t i c b e h a v i o r o f c e l l u l a r m a t e r i a l s , ” Int. J.
Mech. Sci., N o . 8 , 4 6 9 - 4 7 8 ( 1 9 6 6 ) .
76 ISSN 0556-171X. npoôneMbi npouuocmu, 2001, № 2
Analysis o f Viscoelastoplastic Behavior
1 8 . I. M . W a r d , a n d D . W . H a d l e y , An Introduction to the Mechanical
Properties o f Solid Polymers, W i l e y I n t e r s c i e n c e ( 1 9 9 3 ) .
1 9 . K . B o y t a r d , A . O u â k k a , a n d K . D a n g V a n , “ A m o d e l i n g t o o l f o r th e
m e c h a n i c a l b e h a v i o r o f p o l y e t h y l e n e p i p e , ” in : Pipeline Technology, V o l . I,
E l s e v i e r S c i e n c e ( 1 9 8 5 ) , p p . 2 4 5 - 2 5 3 .
2 0 . A . O u â k k a , K . D a n g V a n , D . G u e u g n a u t , a n d P . B l o u e t , Etude du
comportement du polyéthylène, 3 é m e c o n g r è s d e m é c a n i q u e , T e to u a n ,
M a r o c ( 1 9 9 7 ) .
2 1 . M . K . N e i l s e n , R . D . K r i e g , a n d H . L . S c h r e y e r , “ A c o n s t i t u t i v e t h e o r y f o r
r i g id p o l y u r e t h a n e f o a m ,” Polymer Engng. Sci., 3 5 , N o . 5 , 3 8 7 - 3 9 4 ( 1 9 9 5 ) .
Received 24. 10. 2000
ISSN 0556-171X. npoôneMU npoHHoemu, 2001, № 2 77
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-46571 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0556-171X |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T15:23:40Z |
| publishDate | 2001 |
| publisher | Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Imad, A. Ouâkka, A. Dang Van, K. Mesmacque, G. 2013-06-30T21:08:09Z 2013-06-30T21:08:09Z 2001 Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling / A. Imad, A. Ouâkka, K. Dang Van, G. Mesmacque // Проблемы прочности. — 2001. — № 2. — С. 65-77. — Бібліогр.: 21 назв. — англ. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/46571 539.4 The use of expanded polystyrene (EPS) in road paving, where the soil exhibits special properties (for example, compressive soil), calls for the necessity of investigating the mechanical behavior of this material. In this work, a study of the EPS compressive behavior is presented. It is divided into two parts: experimental and modeling investigations. The experimental results show that the EPS global compression behavior is characterized by three stages. Analysis of the results shows that the density of EPS plays an important role. A phenomenological mechanical model is considered in order to simulate the EPS viscoelastoplastic behavior in the case of compressive loading. A numerical analysis has been made in order to describe the mechanical behavior of the EPS material. This investigation has revealed a good correlation with the experimental results. При использовании расширенного полистирена в случае прокладки дорог, когда почва имеет особые свойства (например, сжатое состояние), возникает необходимость изучения механических характеристик этого материала. В данной работе исследованы механические свойства расширенного полистирена при сжатии. Работа включает две части: экспериментальное исследование и моделирование. Экспериментальные данные показали, что поведение расширенного полистирена при сжатии характеризуется тремя стадиями. При анализе установлено, что плотность расширенного полистирена играет важную роль. Рассмотрена феноменологическая механическая модель для моделирования вязкоупругопластических свойств при сжатии. С помощью численного анализа описаны механические свойства, которые хорошо согласуются с полученными экспериментально. При використанні розширеного полістирену у випадку прокладання доріг, коли грунт має особливості (наприклад, стиснення), виникає необхідність у вивченні механічних характеристик цього матеріалу. У даній роботі досліджено механічні характеристики розширеного полістирену при стисненні. Робота складається з двох частин: експериментального дослідження і моделювання. Експериментальні дані свідчать, що поведінка розширеного полістирену при стисненні характеризується трьома стадіями. Аналіз показав, що щільність розширеного полістирену грає важливу роль. Розглянуто феноменологічну механічну модель для моделювання в'язкопружнопластичних властивостей при стисненні. За допомогою числового аналізу описано механічні характеристики, які добре узгоджуються з отриманими експериментально. This work was supported by the Hunstman Chemical Company France (HCCF ), Ribecourt - France, which produced the EPS material. We would like to thank R. Daffara, B. Beguin, and T. Lucas. en Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling Анализ вязкоупругопластического поведения растянутого полистирена при сжатии: эксперименты и моделирование Article published earlier |
| spellingShingle | Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling Imad, A. Ouâkka, A. Dang Van, K. Mesmacque, G. Научно-технический раздел |
| title | Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling |
| title_alt | Анализ вязкоупругопластического поведения растянутого полистирена при сжатии: эксперименты и моделирование |
| title_full | Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling |
| title_fullStr | Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling |
| title_full_unstemmed | Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling |
| title_short | Analysis of Viscoelastoplastic Behavior of Expanded Polystyrene under Compressive Loading: Experiments and Modeling |
| title_sort | analysis of viscoelastoplastic behavior of expanded polystyrene under compressive loading: experiments and modeling |
| topic | Научно-технический раздел |
| topic_facet | Научно-технический раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/46571 |
| work_keys_str_mv | AT imada analysisofviscoelastoplasticbehaviorofexpandedpolystyreneundercompressiveloadingexperimentsandmodeling AT ouakkaa analysisofviscoelastoplasticbehaviorofexpandedpolystyreneundercompressiveloadingexperimentsandmodeling AT dangvank analysisofviscoelastoplasticbehaviorofexpandedpolystyreneundercompressiveloadingexperimentsandmodeling AT mesmacqueg analysisofviscoelastoplasticbehaviorofexpandedpolystyreneundercompressiveloadingexperimentsandmodeling AT imada analizvâzkouprugoplastičeskogopovedeniârastânutogopolistirenaprisžatiiéksperimentyimodelirovanie AT ouakkaa analizvâzkouprugoplastičeskogopovedeniârastânutogopolistirenaprisžatiiéksperimentyimodelirovanie AT dangvank analizvâzkouprugoplastičeskogopovedeniârastânutogopolistirenaprisžatiiéksperimentyimodelirovanie AT mesmacqueg analizvâzkouprugoplastičeskogopovedeniârastânutogopolistirenaprisžatiiéksperimentyimodelirovanie |