El comportamiento de materiales no lineales y viscoelásticos
La relajación del esfuerzo describe cómo los materiales viscoelásticos alivian el esfuerzo bajo presión constante. Dado que son viscoelásticos, los polímeros se comportan de forma no lineal y no hookeano, en la que la no linealidad se describe tanto como relajación del esfuerzo como por un fenómeno conocido como creep (deformación por fluencia lenta).
Los materiales viscoelásticos tienen las propiedades tanto de los materiales viscosos y como de los materiales elásticos, y están modelados combinando elementos que representan ambas características. Hay varios modelos de interés para cuantificar el comportamiento. El modelo Maxwell predice el comportamiento utilizando un resorte (elemento elástico) en serie con un amortiguador (elemento viscoso). Mientras que el modelo Maxwell es bueno para predecir la relajación del esfuerzo, no es un buen indicador de creep. El modelo Voigt coloca el resorte y el amortiguador en paralelo, y es el opuesto al modelo Maxwell en lo que respecta a la predicción de creep y relajación del esfuerzo. El modelo sólido lineal estándar combina las características de los modelos Maxwell y Voigt para mostrar tanto creep como relajación del esfuerzo, y es considerado como el más preciso de los distintos modelos viscoelásticos.
Los siguientes parámetros no materiales afectan la relajación del esfuerzo en polímeros:
- Magnitud de la carga inicial
- Velocidad de carga
- Temperatura (condiciones isotérmica frente a no isotérmica)
- Medio de carga
- Fricción y desgaste
- Degradación debida a la edad (vida útil: almacenamiento a largo plazo) debido a radiación UV o penetración de O2
Nuestros instrumentos de prueba pueden jugar un papel importante para evaluar el comportamiento viscoelástico de una variedad de materiales, incluidos biomateriales y materiales de ingeniería.