Comportement des matériaux viscoélastiques non linéaires
La relaxation de contrainte permet de décrire la manière dont les matériaux viscoélastiques relâchent la contrainte sous déformation constante. Parce qu’ils sont viscoélastiques, les polymères ont un comportement non linéaire, « non hookéen », dans lequel la non linéarité est décrite à la fois par une relaxation de contrainte et un phénomène connu sous le nom de fluage.
Les matériaux viscoélastiques ont à la fois les propriétés des matériaux visqueux et celles des matériaux élastiques, et sont modélisés en combinant les éléments représentatifs des deux caractéristiques. There are several models of interest to quantify the behavior. The Maxwell model predicts behavior using a spring (elastic element) in series with a dashpot (viscous element). Si ce modèle prédit bien la relaxation de contrainte, ce n’est pas le cas du fluage. The Voigt model places the spring and dashpot in parallel, and is the opposite of the Maxwell model in predicting the creep and stress relaxation. The Standard Linear Solid model combines the characteristics of both the Maxwell and Voigt models to display both creep and stress relaxation, and is generally accepted as the most accurate of the various viscoelastic models.
Les paramètres non matériels suivants ont tous une influence sur la relaxation de contrainte dans les polymères :
- Amplitude de l’application de charge initiale
- Vitesse d’application de charge
- Température (conditions isothermes vs. non isothermes)
- Moyen d’application de la charge
- Friction et usure
- Endommagement lié à l’âge (durée de stockage, stockage de longue durée), aux rayons UV ou à la pénétration d’O2
Nos instruments de test peuvent jouer un rôle crucial dans l’évaluation du comportement viscoélastique d’un grand nombre de matériaux, notamment les biomatériaux et les matériaux élaborés.