Viskoelastilised

Viskoelastilised materjalid näitavad korraga nii elastseid kui ka viskoosseid omadusi, kui neid deformeeritakse. Elastne osa võimaldab deformatsiooni tõttu kohe algse kuju taastuda pärast koormuse kõrvaldamist, viskoosne osa viitab aja jooksul tekkivale deformatsioonile ja energiakadule. Käitumine sõltub koormuse suurusest ja kestusest, temperatuurist ning deformeerimise kiirusest.

Ajapõhised nähtused hõlmavad deformatsiooni suurenemist püsiva koormuse korral (kreep), samuti stressi langust sama deformatsiooni säilitamisel (stressi lõõgastumine) ning koormuse ja vabastamise teekonna erinevust (hüsteresis). Viscoelastiline käitumine tuleneb molekulaarsetest mehhanismidest, nagu ahelate ümberpaigutumine, molekulide liikumine ja entanglement, ning need protsessid on temperatuurist sõltuvad.

Mudelid ja sünteesid: viskoelastset käitumist kirjeldatakse lihtsate mehhaaniliste mudelitega. Maxwell'i mudel kombineerib viskoossete ja elastsete elementide ajapõhise jäikuse dünaamikaga; Kelvin-Voigt mudel ühendab elastse ja viskoosse osa järjestikku. Keerukamate kirjelduste jaoks kasutatakse Standard Linear Solid mudelit, Generalized Maxwell mudelit ja Prony-seeria lähenemisviise, mis pakuvad paremat sobivust keerukamate materjalide kogu spektrile.

Näited ja rakendused hõlmavad polümeere ja kummi (nt polüuretaan, silikoon, naturaalne kumm), bioloogilisi koed nagu kõõlused ja kõhr, ning geelide ja vahtude viskoelastset käitumist. Kasutatakse mürgijäätmete, vibratsiooni summutamise, meditsiiniliste instrumentide ja pehmete robotite disainis ning pakkematerjalides, kus on oluline nii deformeerumisvõime kui ka energiasalvestus. Mõõtmised hõlmavad dünaamilist mehhaanilist analüüsi (DMA), stressi-strain ja creepi teste ning sagedus- ja temperatuurist sõltuvuste uuringuid.