spanningsrelaxatietests

Spanningsrelaxatietests zijn experimentele procedures in de materiaalkunde die het tijdafhankelijke visco-elastische gedrag van materialen karakteriseren. In een spanningsrelaxatietest wordt een proefstuk snel tot een toegepaste rek gebracht en daarna bij deze constante rek gehouden, terwijl de spanning σ(t) in de tijd wordt gemeten. Het doel is om de relaxatie modulus (E(t) of G(t)) te bepalen en te beschrijven hoe spanning afneemt bij vast rek.

Procedure: voorbereiding van monsters; bevestiging in een trek-/compressiemachine; instelling van testomstandigheden zoals temperatuur; plotseling vergroten van rek tot ε0; rek constant houden; spanning σ(t) over tijd registreren. De verkregen σ(t)-data kan worden geanalyseerd met visco-elastische modellen (bijvoorbeeld Maxwell, Kelvin-Voigt of standaard lineair solid) via Prony-analyse of exponentiële series om tijdconstanten en de relaxatiespectrum te bepalen.

Relatie met creep: bij creep wordt bij constant spanning de rek gemeten, terwijl bij spanningsrelaxatietests de spanning afneemt bij constant rek. De combinatie van beide testen levert een vollediger beeld van de tijdafhankelijke respons van een materiaal.

Toepassingen en interpretatie: veelvoorkomend in polymeren, elastomeren, lijmen en biologische weefsels; ook in geotechniek voor bodems. Veranderingen in temperatuur, vocht en veroudering beïnvloeden het relaxatiegedrag. Apparatuur omvat vaak statische testmachines, rheometers en dynamische mechanische analyzers.

Voordelen en beperkingen: relatief eenvoudige uitvoering binnen het lineaire visco-elastische regime; nadelen zijn gevoeligheid voor temperatuur en pre-conditioning en de noodzaak om niet-lineaire respons te vermijden.