Avainero viskoelastisten ja viskoplastisten välillä on se, että viskoelastisilla materiaaleilla on sekä viskoosisia että elastisia ominaisuuksia muodonmuutoksen aikana, kun taas viskoplastisilla materiaaleilla on korjaamaton muodonmuutos.
Viskoelastisuus ja viskoplastisuus on kuvattu koskien polymeerimateriaalien ominaisuuksia. Molemmat termit kuvaavat polymeerimateriaalin käyttäytymistä polymeerin muodonmuutoksen aikana.
Mikä on viskoelastinen?
Viskoelastiset materiaalit ovat polymeeriaineita, joilla on sekä viskoosisia että elastisia ominaisuuksia materiaalin muodonmuutoksen aikana. Tämä ominaisuus on nimetty viskoelastiseksi. Yleisesti viskoosit aineet, kuten vesi, vastustavat leikkausvirtausta ja venyvät lineaarisesti ajan myötä, kun kohdistamme jännitystä. Toisa alta elastiset aineet palautuvat venytettyinä alkuperäiseen tilaansa, kun jännitys on poistettu. Siksi voimme havaita, että viskoelastisilla materiaaleilla on molemmat nämä ominaisuudet. Lisäksi näillä materiaaleilla on ajasta riippuva rasitus. Yleensä elastisuus on seurausta sidoksen venymisestä kristallografisia tasoja pitkin järjestetyssä kiinteässä aineessa, kun taas viskositeetti on seurausta atomien tai molekyylien diffuusiosta amorfisen materiaalin sisällä.
Elastisia ja viskoelastisia aineita verrattaessa viskoelastisessa aineessa on sekä viskoosisia että elastisia komponentteja, ja näiden aineiden viskositeetti antaa niille ajasta riippuvan venymisnopeuden. Lisäksi puhdas elastinen materiaali ei haihduta energiaa kuormitettaessa ja poistettaessa, vaan viskoelastinen aine hajottaa energiaa samalla kertaa.
Viskoelastisuus voidaan määritellä molekyylien uudelleenjärjestelyksi. Kun rasitamme näitä materiaaleja, osa pitkästä polymeeriketjusta muuttaa paikkoja. Tätä uudelleenjärjestelyä kutsutaan ryömintäksi. Jopa tämän uudelleenjärjestelyn jälkeen polymeeri pysyy kiinteänä, jotta se voi seurata jännitystä.
Mikä on viskoplasti?
Viskoplastiset materiaalit ovat polymeeriaineita, joilla on sekä viskoosisia että plastisia ominaisuuksia materiaalin muodonmuutoksen aikana. Tämä ominaisuus on nimeltään viskoplastisuus. Se on kiinteiden aineiden nopeudesta riippuvaa joustamatonta käyttäytymistä. Termi "nopeusriippuvuus" viittaa materiaalin muodonmuutokseen, joka riippuu kuormituksen nopeudesta. Viskoplastisuus viittaa joustamattomaan käyttäytymiseen, mikä tarkoittaa, että materiaali joutuu korjaamattomiin muodonmuutoksiin, kun kuormitustaso saavutetaan.
Yleensä voimme mallintaa viskoplastisuuden kolmiulotteisesti käyttämällä ylijännitysmalleja. Näissä malleissa jännityksen sallitaan nostaa nopeudesta riippuvan myötörajan yli kuormitusta käytettäessä, minkä jälkeen sen annetaan rentoutua takaisin myötöpintaan ajan myötä. Vaihtoehtoisena lähestymistavana voidaan lisätä myötörajaan venymänopeusriippuvuus ja käyttää materiaalin vasteen laskemiseen nopeudesta riippumattoman plastisuuden tekniikoita.
Viskoplastisuusteoriat ovat tärkeitä pysyvien muodonmuutosten laskennassa, rakenteiden plastisen romahtamisen ennustamisessa, törmäyssimulaatioissa, vakauden tutkimuksessa, dynaamisissa ongelmissa ja suurille jännitysnopeuksille altistuvissa järjestelmissä.
Mitä eroa viskoelastisella ja viskoplastisella on?
Viskoelastisuus ja viskoplastisuus on kuvattu koskien polymeerimateriaalien ominaisuuksia. avainero viskoelastisten ja viskoplastisten välillä on, että viskoelastisilla materiaaleilla on sekä viskoosisia että elastisia ominaisuuksia muodonmuutoksen aikana, kun taas viskoplastisilla materiaaleilla on palautumatonta muodonmuutosta.
Alla oleva infografiikka tiivistää viskoelastisten ja viskoplastisten materiaalien erot.
Yhteenveto – Viskoelastinen vs. Viskoplastinen
Viskoelastisuus ja viskoplastisuus on kuvattu koskien polymeerimateriaalien ominaisuuksia. avainero viskoelastisten ja viskoplastisten välillä on se, että viskoelastisilla materiaaleilla on sekä viskoosisia että elastisia ominaisuuksia muodonmuutoksen aikana, kun taas viskoplastisilla materiaaleilla on palautumatonta muodonmuutosta.
