Viscoelasticità: differenze tra le versioni

Versione delle 22:02, 17 set 2009

Versione delle 04:35, 21 set 2009

Riga 49:

==Comportamento elastico contro comportamento viscoelastico==

A differenza di sostanze puramente elastiche, una sostanza viscoelastica ha una componente elastica ed una componente viscosa. La [[viscosità]] di una sostanza viscoelastica da alla sostanza la parte di tensione dipendente dal tempo<ref name=Meyers/>. I materiali puramente elastici non dissipano energia (calore) quando gli viene applicato, e poi rimosso un carico<ref name=Meyers/>. Comunque, una sostanza viscoelastica perde energia quando gli viene applicato, e poi tolto un carico. Si osserva [[isteresi]] nella curva di stress-tensione, con l'area del ciclo uguale alla perdita di energia durante il ciclo di caricamento<ref name=Meyers/>. PoichèPoiché la viscosità è la resistenza alla deformazione plastica attivata termicamente, un materiale viscoso perderà energia dirante un ciclo di carico. Una deformazione plastica risulta in perdita di energia, reazione che non è caratteristica dei materiali puramente elastici durante un ciclo di carico<ref name=Meyers/>.

Più specificatamente, la viscoelasticità è un riarrangiamento molecolare. Quendo viene applicato uno stress ad un materiale viscoelastico come un [[polimero]], parti di una lunga catena del polimero cambiano posizione. Questo movimento o riarrangiamento è detto [[stiramento]]. I polimeri rimangono materiali solidi anche quando queste parti delle loro catene sono ricomposte al fine di sostenere lo stress, e se è necessario, creano uno stress posteriore nel materiale. Quando il retrostress è della stessa grandezza dello stress applicato, il materiare dopo un pò si stira. Quando lo sress originale è rimosso, il retrostress accumulato causerà il ritorno alla forma originale del polimero. il materiale si stira, e ciò da il prefisso visco- ed il materiale si restaura completamente, e da ciò il suffisso -elasticità<ref name=McCrum/>.

Riga 103:

dove s è lo stress, ? è la viscosità del materiale, e de/dt è la derivata della tensione.

La relazione tra stress e tensione può essere semplificata per contributi specifici di stress. Per alti stati di stress applicati in brevi periodi di tempo, dominano le componenti derivate della relazione stress-tensione. Un affossamento resiste ai cambi di lunghezza, ed in alti stati di stress può essere approsimato ad un'asta rigida. PoichèPoiché un'asta rigida non può essere tesa oltre la sua lunghezza originale, non si aggiunge tensione al sistema<ref name=VanVliet>Van Vliet, Krystyn J. (2006); "3.032 Mechanical Behavior of Materials", [http://stellar.mit.edu/S/course/3/fa06/3.032/index.html]</ref>

===Modello di Maxwell===

Riga 129:

:<math>\sigma (t) = E \epsilon(t) + \eta \frac {d\epsilon(t)} {dt}</math>

Questo modello rappresenta una tensione reversibile sotto forma solida e viscoelastica. Sotto l'applicazione di uno stress costante, il materiele si deforma ad un tasso decrescente, approssimandosi asintodicamente ad uno stato stabile di tensione. Quando è rimosso lo stress , il materiale si rilassa gradualmente fino al suo stato non deformato. Sotto stress costante (stiratura), il Modello è abbastanza realistico poichèpoiché indica che la tensione tende ad s/E

quando il tempo tende ad infinito. Come il modello di Maxwell, anche il modello di Kelvin-Voight ha delle limitazioni. Il modello è estremamente buono per modellare gli stiramenti nei materiali, ma per quanto riguarda il rilassamento è molto meno accurato.

Riga 164:

==Misurazioni della viscoelasticità==

Sebbene ci siano molti strumenti che testano le proprietà meccaniche e viscoelastiche dei materiali, lo [[spettroscopio viscoelastico a banda larga]](BVS) e lo [[spettroscopio a risonanza ultrasonica]] (RUS) sono i più comunemente usati per testare le caratteristiche viscoelastiche poichèpoiché possono essere usati sia a temperature superiori che a quelle inferiori della temperatura ambiente e sono i più specifici per testare la viscoelasticità. Questi due strumenti utilizzano un meccanismo di pressione a varie frequenze e range temporali indipendenti dalle sovrapposizioni temperatura-tempo<ref name=Lakes>Rod Lakes (1998): ''Viscoelastic solids'', CRC Press.</ref>. L'uso del BVS o del RUS per studiare le proprietà meccaniche dei materiali è importante per capire come si comporterà un materiale rispetto alla viscoelasticità<ref name=Lakes/>.

== Rilassamento viscoelastico ==