Viskoplastizität

Als Viskoplastizität bezeichnet man die zeit-, temperatur- und frequenzabhängige Plastizität von Stoffen.
Die Viskoplastizität ist durch ein teilweise plastisches, teilweise viskoses Verhalten geprägt.

Inhaltsverzeichnis

1 Grundlegendes
2 Viskoplastische Experimente
3 Siehe auch
4 Literatur
5 Init-Quelle
6 Löschdiskussion bei Wikipedia
7 Andere Lexika

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1 Grundlegendes

Während der spontanplastische Anteil einer Verformung an einem Probekörper oder Bauteil zeitinvariant, d.h. unveränderlich über die Zeit, ist und sich im Zuge der Belastungsänderung direkt auswirkt, ohne Verformungen an demselben zurückzulassen, ist der viskoplastische Anteil der Verformung zeitvariant, d.h. veränderlich über die Zeit, und bleibend.

Wird der Probekörper eines Werkstoffs belastet, nimmt die Dehnung des Werkstoffs zeitabhängig zu. Nach einer Entlastung stellt sich die Gesamt-Dehnung nach unendlich langer Zeit auf ihren plastischen Anteil der Dehung (incl. viskoplastischen Anteil) zurück, das heißt der Elastische Anteil der Dehung (incl. viskoelastischen Anteil) geht nach unendlicher Zeit vollständig zurück.

Die Viskoplastizität beruht auf einer verzögerten Gleichgewichtseinstellung der Makromoleküle zueinander bei oder nach mechanischer Belastung. Man kann auch von einer „Retardation“ der Gleichgewichtseinstellung sprechen.

Der Anteil der jeweiligen Dehnungskomponenten an der Gesamtdehnung wird bestimmt durch Sekundärbindungen (Dipolbindung, Wasserstoffbrücken-Bindung, Van der Waals-Bindung) und Molekülverhakungen. Die zeitabhängige Dehnungskomponente wird bestimmt durch Streck-, Entknäuelungs- und Entschlaufungsvorgänge.
Je nach Temperatur, Beanspruchungsdauer und -geschwindigkeit kommt es zu irreversiblen plastischen bzw. viskosen Molekülabgleitungen.

2 Viskoplastische Experimente

Das Kriechen (engl. creep): Messung der zeitlich veränderlichen Dehnung bei konstanter Spannung.
Die Spannungsrelaxation: Messung der zeitlich veränderlichen Spannung bei / nach sprunghafter Dehnung.

3 Siehe auch

4 Literatur

Jacques Besson et al.: Non-linear mechanics of materials. (Solid mechanics and its applications; 167) Springer, Dodrecht 2010, ISBN 978-90-481-3355-0.
Georg Backhaus: Deformationsgesetze: [mathematische und physikalische Grundlagen, elastisches und inelastisches Materialverhalten, große Verformungen, Fließvorgänge, Elastizität und Viskoelastizität, Plastizität und Viskoplastizität]. Akademie-Verlag, Berlin 1983.