Peamine erinevus viskoelastsete ja viskoelastsete materjalide vahel on see, et viskoossetel materjalidel on deformatsiooni ajal nii viskoossed kui ka elastsed omadused, samas kui viskoossetel materjalidel on taastamatu deformatsioon.
Polümeermaterjalide omadustega seoses kirjeldatakse viskoelastsust ja viskoplastsust. Mõlemad terminid kirjeldavad polümeermaterjali käitumist polümeeri deformatsiooni ajal.
Mis on viskoelastne?
Viskoelastsed materjalid on polümeersed ained, millel on materjali deformeerumisel nii viskoossed kui ka elastsed omadused. Seda omadust nimetatakse viskoelastsuseks. Üldiselt peavad viskoossed ained, nagu vesi, vastu nihkevoolule ja pinge rakendamisel aja jooksul lineaarselt. Teisest küljest naasevad elastsed ained venitamisel pärast pinge eemaldamist oma algsesse olekusse. Seetõttu võime täheldada, et viskoelastsetel materjalidel on mõlemad need omadused. Lisaks on neil materjalidel ajast sõltuv tüvi. Üldiselt tuleneb elastsus sideme venimisest piki kristallograafilisi tasapindu korrastatud tahkes aines, samas kui viskoossus tuleneb aatomite või molekulide difusioonist amorfses materjalis.
Elastsete ja viskoelastsete ainete võrdlemisel on viskoelastsel ainel nii viskoosseid kui ka elastseid komponente ning nende ainete viskoossus annab neile ajast sõltuva deformatsioonikiiruse. Veelgi enam, puhas elastne materjal ei hajuta energiat koormuse rakendamisel ja eemaldamisel, kuid viskoelastne aine hajutab energiat samal ajal.
Viskoelastsust võib defineerida kui molekulaarset ümberkorraldust. Kui rakendame nendele materjalidele pinget, muudab osa pikast polümeeriahelast positsioone. Seda ümberkorraldust nimetatakse roomamiseks. Isegi pärast seda ümberkorraldamist jääb polümeer pingega kaasasolevaks tahkeks.
Mis on viskoplast?
Viskoplastsed materjalid on polümeersed ained, millel on materjali deformeerumisel nii viskoossed kui ka plastilised omadused. Seda omadust nimetatakse viskoplastilisuseks. See on kiirusest sõltuv tahkete ainete mitteelastne käitumine. Mõiste "kiirussõltuvus" viitab materjali deformatsioonile, mis sõltub koormuse rakendamise kiirusest. Viskoplastsus viitab mitteelastsele käitumisele, mis tähendab, et materjal läbib koormustaseme saavutamisel taastumatuid deformatsioone.
Tavaliselt saame viskoplastsust modelleerida kolmemõõtmeliselt, kasutades ülepinge mudeleid. Nendel mudelitel on koormuse rakendamisel lubatud pinget suurendada kiirusest sõltuvast voolavuspinnast ja seejärel lastakse sellel aja jooksul tagasi voolavuspinnale lõõgastuda. Alternatiivse lähenemisviisina saame lisada voolavuspingele deformatsioonikiiruse sõltuvuse ja kasutada materjali reaktsiooni arvutamiseks kiirusest sõltumatu plastilisuse meetodeid.
Viskoplastilisuse teooriad on olulised jäävdeformatsioonide arvutamisel, konstruktsioonide plastilise kokkuvarisemise ennustamisel, kokkupõrke simulatsioonidel, stabiilsuse, dünaamiliste probleemide ja kõrge deformatsioonikiirusega süsteemide uurimisel.
Mis vahe on viskoelastsel ja viskoplastilisel?
Polümeermaterjalide omadustega seoses kirjeldatakse viskoelastsust ja viskoplastsust. Peamine erinevus viskoelastsete ja viskoelastsete materjalide vahel on see, et viskoelastsetel materjalidel on deformatsiooni ajal nii viskoossed kui ka elastsed omadused, samas kui viskoossetel materjalidel on taastumatu deformatsioon.
Allpool olev infograafik võtab kokku viskoelastsete ja viskoelastsete materjalide erinevused.
Kokkuvõte – viskoelastne vs viskoplastiline
Polümeermaterjalide omadustega seoses kirjeldatakse viskoelastsust ja viskoplastsust. Peamine erinevus viskoelastsete ja viskoelastsete materjalide vahel on see, et viskoossetel materjalidel on deformatsiooni ajal nii viskoossed kui ka elastsed omadused, samas kui viskoossetel materjalidel on taastumatu deformatsioon.
