Numerical calculation of creep compliance from dynamic data for linear viscoelastic materials

Summary Numerical formulae are given for calculation of creep compliance from the known course of the storage and loss compliance with frequency for linear viscoelastic materials. These formulae involve values of the storage compliance and/or loss compliance at frequencies which are equally spaced on a logarithmic frequency scale. The ratio between successive frequencies corresponds to a factor of two.A method is introduced by which bounds for the relative error of those formulae can be derived. These bounds depend on the value of the damping, tan, at the angular frequency, ₀, at which the calculation is performed. The lower this damping, the easier is the calculation of the creep compliance. This calculation involves either the value of the storage compliance at a frequency ₀ = 1/t, and the values of the loss compliance in a rather narrow frequency region around ₀; or the value of the storage compliance at frequency ₀, the value of the loss compliance at frequency ₀/2, and the derivative of the storage compliance with respect to the logarithm of frequency in a frequency region around ₀.

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Zusammenfassung Numerische Formeln werden gegeben, die die Berechnung der Kriechfunktion aus der dynamischen Nachgiebigkeit ermöglichen. In diesen Formeln treten Werte der Speicher- bzw. Verlustkomponente der dynamischen Nachgiebigkeit auf, die bei logarithmisch äquidistanten Frequenzen gemessen wurden. Das Verhältnis zweier aufeinanderfolgender Frequenzen entspricht stets einem Faktor 2.Für alle Formeln werden obere und untere Schranken für den relativen Fehler abgeleitet. Diese Schranken hängen vom Werte der Dämpfung (tan) ab, die bei der Kreisfrequenz ₀ auftritt, für die die Berechnung erfolgt. Die Berechnung der Kriechfunktion ist desto leichter, je niedriger der Wert der Dämpfung ist. Zu dieser Berechnung benötigt man entweder den Wert der Speicherkomponente der dynamischen Nachgiebigkeit bei der Kreisfrequenz ₀ = 1/t und die Werte der Verlustkomponente der dynamischen Nachgiebigkeit in einem ziemlich engen Frequenzintervall um ₀; oder den Wert der Speicherkomponente bei der Kreisfrequenz ₀, den Wert der Verlustkomponente bei der Kreisfrequenz ₀/2 und den Wert der logarithmischen Frequenzableitung der Speicherkomponente in einem Frequenzintervall um ₀.