Part I dan Part II sebelumnya mengasumsikan bahwa material memiliki respon yang tidak tergantung (independent) terhadap waktu. Pada kenyataanya, material seperti karet memiliki sifat yang tergantung dari laju regangan (strain rate) dari beban, yang dapat dimodelkan dengan model material viscoelastic.
Model viscoelastic dapat diaplikasikan pada untuk:
- Menentukan kondusu defirmasi pada waktu tertentu untuk simulasi dengan histori pembebanan tertentu.
- Mengikutsertakan hubungan terhadap temperature.
- Dapat digunakan untuk orientasi isotropic, anisotropic, dan othotropic untuk strain yang relatif kecil.
- Untuk simulasi rubber atau foam untuk strain yang besar.
Untuk menginput paramter-parameter yang digunakan pada model material viscoelastic ini, material diibaratkan seperti solid yang “mengalir” dan mengakibatkan internal friction losses.
Gambar (a) di bawah ini merupakan kurva stress-strain material linear pada umumnya, sedangkan (b) merupakan kurva material viscoelastic. daerah yang diarsir merah merupakan loop hysteresis, dan luas permukaan nya merepresentasikan besarnya energi disipasi dalam bentuk kalor yang terdisipasi.
Untuk regangan yang relatif kecil persamaan berikut dapat digunakan:
Fungsi G adalah stress relaxaton function, yang merepresentasikan respon dari sebuah strain dan karakteristik relaxation yang bersesuaian denganya.
Sedangkan regangan yang relatif besar, model viscoelastis dapat dimodelkan dengan fungsi energi, W:
Dimana E adalah Green-Lagrange Strain tensor, Q internal variable, dan psi adalah elastic strain energy density pada deformasi sesaat.
Thermal-Rheologically simple material
Viscoelastic material pada umumnya sangat sensitif terhadap perubahan temperature. Sebagai contoh, sebagian besar kelas polimer menglami shifting karaketeristik responsnya terhadap perubahan temperature pada sebuah sumbu waktu logaritmik; shifting ini tidak disertai dengan perubahan bentuk. Material yang sensitif terhadap temperatur ini dikarakterisasikan sebagai Thermo-Rheologically simple material.
Kurva di bawah ini adalah salah satu contoh hubungan antara relaxation modulus terhadap ln t pada berbagai temperatur:
PART IV >>>>
Untuk mendapatkan permodelan yang lengkap dari material-material di atas, software yang paling advanced untuk digunakan adalah MSC Nastran baik menggunakan user interface Patran yang advanced, atau menggunakan MSC Apex yang jauh lebih user friendly dan modern.
