Skip to main content
Erschienen in:
Buchtitelbild

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

1. Damping in Materials and Structures: An Overview

verfasst von : Yvon Chevalier

Erschienen in: Generalized Models and Non-classical Approaches in Complex Materials 2

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

For ordinary people, mechanical damping is the attenuation of a motion over time under possible eventual external actions. The phenomenon is produced by the loss or dissipation of energy during motion and thus time. The concept of real time is therefore at the center of the phenomenon of damping and given the recent scientific contributions (of gravitational waves in 2016), the notion of space-time calls for reflections and comments. The systemic approach of the phenomenon taking into account the mechanical system, its input and output variables (generalized forces or displacements) allows a very convenient analysis of the phenomenon. We insist on the differences between a phenomenon and a system: the causality, the linearity, the hysteresis are for example properties of phenomena and not properties of system; on the other hand we can consider dissipative or non-dissipative systems. We describe some macroscopic dissipation mechanisms in structures and some microscopic dissipation at the molecular level in materials or mesoscopic dissipation in composites materials. After specifying the notion of internal forces of a system we present some classical dissipative mechanisms currently used: viscous dissipation, friction dissipation, micro-frictions. The purpose of this presentation is not to list new dissipative systems but to point out a number of errors, both scientific and technical, which are frequently committed.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Aström, K.J., de Wit, C.C.: Revisistings the LuGre friction model. IEEE Control Syst. Mag. 28(6), 101–114 (2008) Aström, K.J., de Wit, C.C.: Revisistings the LuGre friction model. IEEE Control Syst. Mag. 28(6), 101–114 (2008)
2.
Zurück zum Zitat Bagley, R.L., Torvik, P.J.: A theoretical basis for the application of fractional calculus to viscoelasticity. J. Rheol. 27(3), 201–210 (1983)CrossRef Bagley, R.L., Torvik, P.J.: A theoretical basis for the application of fractional calculus to viscoelasticity. J. Rheol. 27(3), 201–210 (1983)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Beda, T., Chevalier, Y.: Sur le comportement statique et dynamique des élastomères en grandes déformations. Mécanique industrielle et Matériaux 50(5), 228–231 (1997) Beda, T., Chevalier, Y.: Sur le comportement statique et dynamique des élastomères en grandes déformations. Mécanique industrielle et Matériaux 50(5), 228–231 (1997)
4.
Zurück zum Zitat Berik, P., Benjeddou, A.: Static experimentation of the piezoceramic d15-shear actuation for sanswich structures with opposite or same poled patches-assembled core and composite faces. Int. J. Smart Nano Mat. 2(4), 230–244 (2011) Berik, P., Benjeddou, A.: Static experimentation of the piezoceramic d15-shear actuation for sanswich structures with opposite or same poled patches-assembled core and composite faces. Int. J. Smart Nano Mat. 2(4), 230–244 (2011)
5.
Zurück zum Zitat Bliman, P.A.: Mathematical study of the Dahl’s friction model. Eur. J. Mech. A/Solids 11(6), 835–848 (1992)MathSciNetMATH Bliman, P.A.: Mathematical study of the Dahl’s friction model. Eur. J. Mech. A/Solids 11(6), 835–848 (1992)MathSciNetMATH
6.
7.
Zurück zum Zitat Chatain, M.: Comportement physique et thermodynamique en relation avec la structure, Techniques de l’ingénieur, traité plastiques et composites AM1, A3110, 3111, 3112 (1993) Chatain, M.: Comportement physique et thermodynamique en relation avec la structure, Techniques de l’ingénieur, traité plastiques et composites AM1, A3110, 3111, 3112 (1993)
8.
Zurück zum Zitat Chevalier, Y.: Micromécanique des composites-Prévision en élasticité, en viscoélasticité et à la rupture, Technique de l’ingénieur, traité A7778 et A7780, 22 pages. Paris (1991) Chevalier, Y.: Micromécanique des composites-Prévision en élasticité, en viscoélasticité et à la rupture, Technique de l’ingénieur, traité A7778 et A7780, 22 pages. Paris (1991)
10.
Zurück zum Zitat Chevalier, Y., Vinh, J.T.: Mechanical characterization of material and waves dispersion, ISTE Ltd, London (U.K) and John Wiley & Sons, Hoboken (NJ-USA), (2010) Chevalier, Y., Vinh, J.T.: Mechanical characterization of material and waves dispersion, ISTE Ltd, London (U.K) and John Wiley & Sons, Hoboken (NJ-USA), (2010)
11.
Zurück zum Zitat Dahl, P.: A solid friction damping of mechanical vibrations. AIAA J. 14, 1675–1682 (1976)CrossRef Dahl, P.: A solid friction damping of mechanical vibrations. AIAA J. 14, 1675–1682 (1976)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Eyring, H.: The activated complex in chemical reactions. J. Chem. Phys. 3, 107–115 (1935)CrossRef Eyring, H.: The activated complex in chemical reactions. J. Chem. Phys. 3, 107–115 (1935)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Ferry, J.D.: Viscoelastic properties of polymers, 3ième edn. Editions John Wiley & Sons, New York (1980) Ferry, J.D.: Viscoelastic properties of polymers, 3ième edn. Editions John Wiley & Sons, New York (1980)
14.
Zurück zum Zitat Gacem, H., Chevalier, Y., Dion, J.L., Rezgui, B.: Non-linear dynamic behavior of a preloades thin sanswich plate incorporating Visco-hyperelastic layers. J. Sound Vibrat. 322(4–5), 941–953 (2009)CrossRef Gacem, H., Chevalier, Y., Dion, J.L., Rezgui, B.: Non-linear dynamic behavior of a preloades thin sanswich plate incorporating Visco-hyperelastic layers. J. Sound Vibrat. 322(4–5), 941–953 (2009)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Gacem, H.: Comportement visco-hyperélastique des élastomères- Viscoélasticité non-linéaire, application aux multicouches, Thèse Université P.M. Curie, Paris (2007) Gacem, H.: Comportement visco-hyperélastique des élastomères- Viscoélasticité non-linéaire, application aux multicouches, Thèse Université P.M. Curie, Paris (2007)
16.
Zurück zum Zitat Gacem, H., Chevalier, Y., Dion, J.L., Rezgui, B.: Long term prediction of non-linear viscoelastic creep behavior of elastomers: extended Schapery model. Mech. Ind. 9(3), 407–416 (2009) Gacem, H., Chevalier, Y., Dion, J.L., Rezgui, B.: Long term prediction of non-linear viscoelastic creep behavior of elastomers: extended Schapery model. Mech. Ind. 9(3), 407–416 (2009)
17.
Zurück zum Zitat Germain, P.: Mécanique des milieux continus. Théorie Générale, Editions Masson, Paris (1973)MATH Germain, P.: Mécanique des milieux continus. Théorie Générale, Editions Masson, Paris (1973)MATH
18.
Zurück zum Zitat Haoui, A., Vinh, T., Chevalier, Y.: Application of Hilbert transform in the analysis of non linear structures. In: 2nd International Modal Analysis Conferences. Orland, USA, (Florida) (1984) Haoui, A., Vinh, T., Chevalier, Y.: Application of Hilbert transform in the analysis of non linear structures. In: 2nd International Modal Analysis Conferences. Orland, USA, (Florida) (1984)
19.
Zurück zum Zitat Huet, C.: Relation between creep and relaxation function in nonlinear viscoelasticity. J. Rheol. 29(3), 247–257 (1985)CrossRef Huet, C.: Relation between creep and relaxation function in nonlinear viscoelasticity. J. Rheol. 29(3), 247–257 (1985)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Kirchhoff, G.: Über den Einfluß der Wärmeleitung in einem Gas auf die Schallbewegung. Poggendorffs, Ann 134, 177 (1868) Kirchhoff, G.: Über den Einfluß der Wärmeleitung in einem Gas auf die Schallbewegung. Poggendorffs, Ann 134, 177 (1868)
21.
Zurück zum Zitat Knauss, W.G., Emri, I.J.: Non-linear viscoelasticity based on free volume consideration. Comput. Struct. 13, 123–128 (1981)CrossRef Knauss, W.G., Emri, I.J.: Non-linear viscoelasticity based on free volume consideration. Comput. Struct. 13, 123–128 (1981)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Knauss, W.G., Emri, I.J.: Volume change and the non-linear thermo-viscoelastic constitution of polymers. In: Yee, A. (ed.) Polymer Engineering and Sciences, vol. 27, pp. 86–100 (1987)CrossRef Knauss, W.G., Emri, I.J.: Volume change and the non-linear thermo-viscoelastic constitution of polymers. In: Yee, A. (ed.) Polymer Engineering and Sciences, vol. 27, pp. 86–100 (1987)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Lai, J.S., Findley, N.W.: Stress relaxation of non-linear viscoelastic material under uniaxial strain. Trans. Soc. Rheol. 12, 259–280 (1968)CrossRef Lai, J.S., Findley, N.W.: Stress relaxation of non-linear viscoelastic material under uniaxial strain. Trans. Soc. Rheol. 12, 259–280 (1968)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Lene, F.: Technique d’homogénéisation des composites à renforts tissés, Mécanique, matériaux, Electricité, vol. 443 (1990) Lene, F.: Technique d’homogénéisation des composites à renforts tissés, Mécanique, matériaux, Electricité, vol. 443 (1990)
25.
Zurück zum Zitat Lee, G.F., Hartmann, B.: Specific damping capacity for arbitrary loss angle. J. Sound Vibrat. 211(2), 265–272 (1998)CrossRef Lee, G.F., Hartmann, B.: Specific damping capacity for arbitrary loss angle. J. Sound Vibrat. 211(2), 265–272 (1998)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Locket, F.J.: Non-linear viscoelastic solids, Academic Press (1972) Locket, F.J.: Non-linear viscoelastic solids, Academic Press (1972)
27.
Zurück zum Zitat Majeed, M., Benjeddou A.: Semi-analytical free-vibrations analysis of piezoelectric adaptive beams using the distributed transfer function approach, structural control ACA structural control and health monitoring, 18(7), 723–736 (2011)CrossRef Majeed, M., Benjeddou A.: Semi-analytical free-vibrations analysis of piezoelectric adaptive beams using the distributed transfer function approach, structural control ACA structural control and health monitoring, 18(7), 723–736 (2011)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Maugin, G.A.: The method of virtual power in continuum mechanics-Application of coupled fields. Acta Mechanica 35 (1980)MathSciNetCrossRef Maugin, G.A.: The method of virtual power in continuum mechanics-Application of coupled fields. Acta Mechanica 35 (1980)MathSciNetCrossRef
29.
Zurück zum Zitat Maugin, G.A.: Non Classical Continuum Mechanics dictionary. In: Advanced Structure Materials, Springer, Singapore (2017) Maugin, G.A.: Non Classical Continuum Mechanics dictionary. In: Advanced Structure Materials, Springer, Singapore (2017)
30.
Zurück zum Zitat Molinari, G. A.: Sur la relaxation entre fluage et relaxation en viscoélasticité non linéaire, C.R. Acad. Sciences, tome 277, série A, pp. 621–623. Paris (1973) Molinari, G. A.: Sur la relaxation entre fluage et relaxation en viscoélasticité non linéaire, C.R. Acad. Sciences, tome 277, série A, pp. 621–623. Paris (1973)
31.
Zurück zum Zitat Mullins, L.: Softening of rubber by deformation. Rubber Chem. Technol. 42, 339 (1969)CrossRef Mullins, L.: Softening of rubber by deformation. Rubber Chem. Technol. 42, 339 (1969)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Naejus, C.: Sur la formulation des problèmes de contact avec frottement de Coulomb, Thèse Université de Poitiers, Sept (1995) Naejus, C.: Sur la formulation des problèmes de contact avec frottement de Coulomb, Thèse Université de Poitiers, Sept (1995)
33.
Zurück zum Zitat Naslin, P.: Isaac Newton. La technique moderne 3–4, 28–35 (1998) Naslin, P.: Isaac Newton. La technique moderne 3–4, 28–35 (1998)
34.
Zurück zum Zitat O’dowd, N.P., Knauss, W.G., A time dependent large principal deformation of polymers. J. Mech. Phys. Solids 43(5), 771–792 (1995)CrossRef O’dowd, N.P., Knauss, W.G., A time dependent large principal deformation of polymers. J. Mech. Phys. Solids 43(5), 771–792 (1995)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Peyret, N., Dion, J.L., Chevallier, G., Argoul, P.: Micro-slip induced damping in planar contact under constant and uniform normal stress. Int. J. Appl. Mech. 02(02), 281–304 (2010)CrossRef Peyret, N., Dion, J.L., Chevallier, G., Argoul, P.: Micro-slip induced damping in planar contact under constant and uniform normal stress. Int. J. Appl. Mech. 02(02), 281–304 (2010)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat Pulino-Sagradi, D., Sagradi, M., Martin, J.L.: Noise and vibrations damping of Fe-Cr-X alloys. J. Braz. Soc. Mech. Sci. 23(2), Rio de Janeiro (2001) Pulino-Sagradi, D., Sagradi, M., Martin, J.L.: Noise and vibrations damping of Fe-Cr-X alloys. J. Braz. Soc. Mech. Sci. 23(2), Rio de Janeiro (2001)
37.
Zurück zum Zitat Renard, J.: Elaboration, microstructure et comportement des matériaux composites à matrice polymère, Traité MIM série polymère, Editions Hermès. Paris (2005) Renard, J.: Elaboration, microstructure et comportement des matériaux composites à matrice polymère, Traité MIM série polymère, Editions Hermès. Paris (2005)
38.
Zurück zum Zitat Rouse, P.E.: A Theory of the linear viscoelastic properties of dilute solutions of coiling polymers. J. Chem. Phys. 21(7) (1953)CrossRef Rouse, P.E.: A Theory of the linear viscoelastic properties of dilute solutions of coiling polymers. J. Chem. Phys. 21(7) (1953)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat Salencon, J.: Mécanique des milieux continus-Concepts généraux, Editions Ellipses de L’école polytechnique. Palaiseau (2007) Salencon, J.: Mécanique des milieux continus-Concepts généraux, Editions Ellipses de L’école polytechnique. Palaiseau (2007)
40.
Zurück zum Zitat Schapery, R.A.: Thermodynamical behavior of viscoelastic media with variable properties subjected to cyclic loadin. J. Appl. Mech. 35, 1451–1465 (1964)MathSciNet Schapery, R.A.: Thermodynamical behavior of viscoelastic media with variable properties subjected to cyclic loadin. J. Appl. Mech. 35, 1451–1465 (1964)MathSciNet
41.
Zurück zum Zitat Schapery, R.A.: A thermodynamic constitutive theory and its application to various nonlinear materials. Int. J. Sol. Struct. 2(3), 407–425 (1966)CrossRef Schapery, R.A.: A thermodynamic constitutive theory and its application to various nonlinear materials. Int. J. Sol. Struct. 2(3), 407–425 (1966)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Soula, M., Chevalier, Y.: La dérivée fractionnaire en rhéologie des polymères: Application aux comportements élastiques et viscoélastiques linéaires et non linéaires des élastomères. ESAIM Proc. 5, 193–204 (1998)CrossRef Soula, M., Chevalier, Y.: La dérivée fractionnaire en rhéologie des polymères: Application aux comportements élastiques et viscoélastiques linéaires et non linéaires des élastomères. ESAIM Proc. 5, 193–204 (1998)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat Valanis, K.C., Landel, R.F.: Large axial deformation behavior of filled rubber. Tans. Soc. Rheol. 11(2), 213–256 (1967) Valanis, K.C., Landel, R.F.: Large axial deformation behavior of filled rubber. Tans. Soc. Rheol. 11(2), 213–256 (1967)
44.
Zurück zum Zitat Vinh, T., Sorin, P.: Sur la détermination du module complexe d’Young et de l’amortissement des matériaux viscoélastiques par flexion alternée, Sciences et techniques de l’armement, 4ième fascicule, pp. 979–1007 (1963) Vinh, T., Sorin, P.: Sur la détermination du module complexe d’Young et de l’amortissement des matériaux viscoélastiques par flexion alternée, Sciences et techniques de l’armement, 4ième fascicule, pp. 979–1007 (1963)
45.
Zurück zum Zitat Zaoustos, S.P., Papanicolaou, G.C.: Study of the effect of fibre orientation on the nonlinear viscoelastic behavior of continuous fibre polymer composites. In: Reifsnider, K.L., Verchery, G. (eds.) Recent Developments in Durability Analysis of Composite Systems, pp. 375–379. Cardon, Fukuda, Balkema, Rotterdam (2000) Zaoustos, S.P., Papanicolaou, G.C.: Study of the effect of fibre orientation on the nonlinear viscoelastic behavior of continuous fibre polymer composites. In: Reifsnider, K.L., Verchery, G. (eds.) Recent Developments in Durability Analysis of Composite Systems, pp. 375–379. Cardon, Fukuda, Balkema, Rotterdam (2000)
46.
Zurück zum Zitat Zener, C.: Elasticité et anélasticité des métaux, Editions Dunod, pp. 55–100. Paris (1955) Zener, C.: Elasticité et anélasticité des métaux, Editions Dunod, pp. 55–100. Paris (1955)
47.
Zurück zum Zitat Vinh, T., Haoui, A., Fei, B.J., Chevalier, Y.: Extension de l’analyse modale aux systèmes non linéaire par la transformée de Hilbert, Matériaux, Mécanique, Electricité, 404, 405, 405, pp. 5–14 (1984) Vinh, T., Haoui, A., Fei, B.J., Chevalier, Y.: Extension de l’analyse modale aux systèmes non linéaire par la transformée de Hilbert, Matériaux, Mécanique, Electricité, 404, 405, 405, pp. 5–14 (1984)
48.
Zurück zum Zitat Wang, Y.C., Ludwigson, M., Lakes, R.S.: Deformation of extreme Viscoelastic metals and composites. Mat. Sci. Eng. A 370, 41–49 (2004)CrossRef Wang, Y.C., Ludwigson, M., Lakes, R.S.: Deformation of extreme Viscoelastic metals and composites. Mat. Sci. Eng. A 370, 41–49 (2004)CrossRef
Metadaten
Titel
Damping in Materials and Structures: An Overview
verfasst von
Yvon Chevalier
Copyright-Jahr
2018
Verlag
Springer International Publishing
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-77504-3_1

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.