Viskoelastiske

Viskoelastiske materialer er materialer, der udviser både viskøse og elastiske egenskaber under mekanisk belastning. Elastiske egenskaber giver en øjeblikkelig deformation, der er fuldt reversibel, mens viskøse egenskaber medfører tidsafhængig flydning og delvis permanent deformation under langvarig belastning. Sammen gør disse egenskaber, at deformation og kraftrespons afhænger af belastningshastighed og temperatur. Ved konstant last viser viskoelastiske materialer creep (stigende deformation over tid), og ved fjernelse af last opleves stress-relaxation (fald i stress). Ved cyklisk loading ses hysterese i kraft-deformationskurven, som angiver energi tabt som varme.

Til at beskrive opførslen benyttes viskoelastiske modeller som Maxwell-modellen (en fjeder og en dæmper i serie), Kelvin-Voigt-modellen (i parallel) og mere komplekse modeller som Standard Linear Solid eller generelle spring-dæmper kæder (Prony-serier). I frekvensdomænet karakteriseres materialets opførsel ved den komplekse modulus E* = E' + iE'', hvor E' (lagermodulus) måler immobile energioplagring og E'' (tabmodulus) måler energiomdannelse til varme. Dampingfaktoren tan(delta) beskriver forholdet mellem tab og lagring.

Anvendelser og måling: Viscoelasticitet er central i polymerer, gummi og biomedicinske væv. Materialer som silikone, polyurethan, asfalt og mange fødevarer udviser viskoelastiske egenskaber. Materialer måles ofte ved dynamisk mekanisk analyse (DMA) eller rheometri, og temperaturafhængighed kræver tid-temperatur-superposition (f.eks. WLF-ligning).