非線形、粘弾性材料の挙動
応力緩和は粘弾性材料が一定のひずみを受けたときに、どのように応力を緩和するか示します。粘弾性なので、ポリマーは非線形、すなわフックの法則に従わない挙動を示し、非線形は応力緩和、および、クリープと呼ばれる現象によって示されます。
粘弾性材料は粘性材料と弾性材料の両方の特性を持ち、両方の特性を示す要素を統合することでモデル化されます。挙動を評価するための複数のモデルがあります。マクスウェルモデルは、ばね (弾性要素) をダッシュポット (粘性要素) と直列につなぐことで、挙動を予測します。マクスウェルモデルは応力緩和の予想に適していますが、クリープの予想には不適切です。フォークトモデルは、ばねとダッシュポットを並列につなぎます。クリープとストレス緩和の予測はマクスウェルモデルと反対です。標準線形固体モデルはマクスウェルモデルとフォークトモデルの特性を組み合わせてクリープと応力緩和を示し、さまざまな粘弾性モデルの中でもっとも正確度の高いモデルとして広く認知されています。
次の非材料パラメーターはすべて、ポリマーの応力緩和に影響を与えます。
- 初期ロードの振幅
- ロード速度
- 温度 (等温、あるいは非等温条件)
- ロードメディア
- 摩擦と摩耗
- 紫外線の照射、または酸素の侵入による経年分解 (貯蔵寿命 – 長期保存)
当社の試験装置は生体材料や工業材料など、さまざまな材料の粘弾性挙動の評価で重要な役割を果たします。