Application of Volterra Series to Modeling an Elastomer Force-Displacement Relation

고무의 힘-변위 관계를 나타내는 모델링에의 볼테라 급수의 응용

The imput-output relations for nonlinear systems can be explicitly represented by the Volterra series and they can be characterized by the Volterra kernels. This study is concerned with modeling an elastomer force-displacement relation due to step inputs by utilizing the truncated Volterra series. Since it is practically impossible to apply step inputs that have infinite slope at zero time, the loads due to constant penetration(displacement) rate followed by constant penetration inputs are measured as an alternative approach and estimated for step inputs and then utilized for the truncated Volterra series models. One second order and one third order truncated Volterra series models have been employed to model the force-displacement relation which is one of the prominent properties to characterize the viscoelastic material. The third order truncated Volterra series model has better results, compared with those of the second order truncated Volterra series model.

비선형 시스템의 입출력 관계는 볼테라 급수로 나타낼 수 있으며 그것은 볼테라 커널에 의해 규명될 수 있다. 본 연구는 소수의 볼테라 급수항을 사용하여 계단 입력에 의한 고무의 힘-변위 관계를 모델링하는데 관한 것이다. 무한의 기울기를 가진 계단 입력을 가하여 얻어진 실험결과에서 일정한 압축시의 계단입력에 대한 결과를 예측한다. 비스코일레스틱 재료를 나타내는 현저한 특징중의 하나인 힘-변위 관계를 모델링하기 위해 2차와 3차 볼테라 급수 모델을 사용한다. 3차 볼테라 급수 모델이 2차 볼테라 급수 모델의 결과에 비해 더 좋은 결과가 얻어지고 있다.