viskoelastiskt

Viskoelasticitet är en materialegenskap där ett material uppvisar både elastiska och viskösa egenskaper när det deformas. Vid snabb belastning uppför sig materialet nästan elastiskt och återhämtar sig snabbt, medan en viskös komponent gör att deformationen utvecklas över tid under konstant belastning och energi avges som värme. Därför uppvisar viskoelastiska material tidsberoende beteende och ofta hysteresis i belastnings–deformationskurvor.

De viskoelastiska egenskaperna beskrivs vanligtvis med olika mekaniska modeller, exempelvis Maxwell-modellen där en viskös komponent är i serie med en elastisk; Kelvin-Voigt-modellen där elastisk och viskös komponent är i parallell; och Standard Linear Solid som kombinerar element från båda för att fånga både snabb och långsam tidsrespons.

Experimentella metoder för att studera viskoelasticitet inkluderar creep-test vid konstant spänning där deformationen ökar över tid, stress-relaxation vid konstant sträckning där spänningen avtar över tid, samt dynamisk mekanisk analys (DMA) som mäter svaret som funktion av frekvens och temperatur. Värme och fukt påverkar ofta viskoelasticiteten starkt, och begreppet tid–temperatur-samma bindning används för att beskriva hur egenskaper flyttar sig med temperatur.

Vanliga viskoelastiska material är polymerer (t.ex. elastomerer och termoplaster), biomedicinska vävnader och hydrogela vätskeformiga system, asfalt samt vissa byggmaterial. Användningen omfattar dämpning och vibrationskontroll, tätningar, medicinska implantat och lim, sport- och skyddsutrustning samt andra komponenter där energidissipation och tidsberoende deformation är viktiga.

Begränsningar innefattar att linjär viskoelasticitet gäller endast för små deformationer; vid större belastningar blir beteendet icke-linjärt och materialets egenskaper kan vara anisotropa och temperaturberoende.