materiaalrespons

Materiaalrespons verwijst naar het gedrag van een materiaal onder blootstelling aan externe prikkels, zoals mechanische belasting, temperatuur, elektrisch en magnetisch velden, of akoestische en optische excitatie. Het omvat hoe de materiaaleigenschappen veranderen als reactie op die prikkels en hoe deze veranderingen in tijd optreden. De respons kan statisch of dynamisch zijn, lineair of niet-lineair, en elastisch, plastisch of visco-elastisch.

Bij mechanische belastingen onderscheidt men vaak een lineaire elastische respons, beschreven door de elasticiteitsmodulus, en plastische vervorming bij hogere belastingen. Veel materialen vertonen bovendien tijdafhankelijk gedrag, zoals visco-elasticiteit of viscoplastische effecten, waarbij de respons afhangt van zowel tijd als temperatuur.

Thermische respons omvat uitzetting en warmtegeleiding; elektrische en magnetische respons omvatten geleidbaarheid, elektrische permittiviteit en magnetische susceptibiliteit. Optische respons kan veranderingen in refractieindex en nonlineariteiten omvatten. De materiaalrespons wordt daardoor multidisciplinair benaderd, afhankelijk van de toepassingscontext en de gebruikte prikkels.

Metingen van materiaalrespons gebeuren met diverse technieken, zoals trekproeven, dynamische mechanische analyse, nanoindentatie, impedantie-analyse, calorimetrie en spectroscopie. Modellen van respons zijn condensaat in constitutieve relaties: lineaire modellen voor kleine belastingen, en visco-elastische of viscoplastische modellen (bijv. Maxwell, Kelvin-Voigt, Standard Linear Solid) voor tijdafhankelijke gedrag. Complexe materialen vereisen vaak anisotrope en multi-axiale benaderingen.

Toepassingen omvatten materiaalontwerp en -selectie, ontwikkeling van nieuwe materialen en nondestructief evalueren van structurele integriteit.