Η βασική διαφορά μεταξύ ιξωδοελαστικού και ιξωδοπλαστικού είναι ότι τα ιξωδοελαστικά υλικά παρουσιάζουν και ιξώδεις και ελαστικές ιδιότητες όταν υφίστανται παραμόρφωση, ενώ τα ιξωδοπλαστικά παρουσιάζουν μη αναστρέψιμη παραμόρφωση.
Η ιξωδοελαστικότητα και η ιξωδοπλαστικότητα περιγράφονται σχετικά με τις ιδιότητες των πολυμερών υλικών. Και οι δύο αυτοί όροι περιγράφουν τη συμπεριφορά ενός πολυμερούς υλικού κατά την παραμόρφωση του πολυμερούς.
Τι είναι Viscoelastic;
Τα ιξωδοελαστικά υλικά είναι πολυμερείς ουσίες που εμφανίζουν και ιξώδεις και ελαστικές ιδιότητες κατά την παραμόρφωση του υλικού. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται ιξωδοελαστικότητα. Γενικά, οι ιξώδεις ουσίες όπως το νερό αντιστέκονται στη ροή διάτμησης και καταπονούνται γραμμικά με το χρόνο όταν ασκούμε τάση. Από την άλλη πλευρά, οι ελαστικές ουσίες, όταν τεντώνονται, επιστρέφουν στην αρχική τους κατάσταση μόλις αφαιρεθεί η πίεση. Επομένως, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι τα ιξωδοελαστικά υλικά έχουν και τις δύο αυτές ιδιότητες. Επιπλέον, αυτά τα υλικά παρουσιάζουν μια χρονικά εξαρτώμενη τάση. Γενικά, η ελαστικότητα είναι το αποτέλεσμα του δεσμού που εκτείνεται κατά μήκος κρυσταλλογραφικών επιπέδων σε ένα διατεταγμένο στερεό, ενώ το ιξώδες είναι το αποτέλεσμα της διάχυσης ατόμων ή μορίων μέσα σε ένα άμορφο υλικό.
Όταν συγκρίνονται ελαστικές και ιξωδοελαστικές ουσίες, μια ιξωδοελαστική ουσία έχει τόσο ιξώδη όσο και ελαστικά συστατικά και το ιξώδες αυτών των ουσιών τους δίνει έναν ρυθμό παραμόρφωσης που εξαρτάται από το χρόνο. Επιπλέον, ένα καθαρό ελαστικό υλικό δεν διαχέει ενέργεια όταν εφαρμόζεται και αφαιρείται ένα φορτίο, αλλά μια ιξωδοελαστική ουσία διαχέει ενέργεια την ίδια περίσταση.
Η ιξωδοελαστικότητα μπορεί να οριστεί ως μοριακή αναδιάταξη. Όταν ασκούμε πίεση σε αυτά τα υλικά, μέρος της μακράς αλυσίδας πολυμερούς αλλάζει τις θέσεις. Αυτή η αναδιάταξη ονομάζεται ερπυσμός. Ακόμη και μετά από αυτή την αναδιάταξη, το πολυμερές παραμένει στερεό για να συνοδεύει την τάση.
Τι είναι το Viscoplastic;
Τα ιξωδοπλαστικά υλικά είναι πολυμερείς ουσίες που εμφανίζουν τόσο ιξώδεις όσο και πλαστικές ιδιότητες κατά την παραμόρφωση του υλικού. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται ιξωδοπλαστικότητα. Είναι μια εξαρτώμενη από το ρυθμό ανελαστική συμπεριφορά των στερεών. Ο όρος «εξάρτηση ταχύτητας» αναφέρεται στην παραμόρφωση του υλικού που εξαρτάται από το ρυθμό με τον οποίο εφαρμόζονται τα φορτία. Η ιξωδοπλαστικότητα αναφέρεται στην ανελαστική συμπεριφορά, που σημαίνει ότι το υλικό υφίσταται μη αναστρέψιμες παραμορφώσεις όταν επιτευχθεί ένα επίπεδο φορτίου.
Συνήθως, μπορούμε να μοντελοποιήσουμε την ιξωδοπλαστικότητα τρισδιάστατα χρησιμοποιώντας μοντέλα υπερέντασης. Αυτά τα μοντέλα έχουν την τάση να επιτρέπεται να αυξάνεται πέρα από την επιφάνεια απόδοσης που εξαρτάται από το ρυθμό κατά την εφαρμογή ενός φορτίου και στη συνέχεια αφήνεται να χαλαρώσει πίσω στην επιφάνεια διαρροής με την πάροδο του χρόνου. Ως εναλλακτική προσέγγιση, μπορούμε να προσθέσουμε μια εξάρτηση ρυθμού παραμόρφωσης στην τάση διαρροής και να χρησιμοποιήσουμε τις τεχνικές της πλαστικότητας ανεξάρτητης ταχύτητας για τον υπολογισμό της απόκρισης ενός υλικού.
Οι θεωρίες ιξωδοπλαστικότητας είναι σημαντικές για τον υπολογισμό των μόνιμων παραμορφώσεων, την πρόβλεψη της πλαστικής κατάρρευσης των κατασκευών, τις προσομοιώσεις σύγκρουσης, τη διερεύνηση της ευστάθειας, τα δυναμικά προβλήματα και τα συστήματα που εκτίθενται σε υψηλούς ρυθμούς παραμόρφωσης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ιξωδοελαστικού και ιξωδοπλαστικού;
Η ιξωδοελαστικότητα και η ιξωδοπλαστικότητα περιγράφονται σχετικά με τις ιδιότητες των πολυμερών υλικών. Η βασική διαφορά μεταξύ ιξωδοελαστικού και ιξωδοπλαστικού είναι ότι τα ιξωδοελαστικά υλικά παρουσιάζουν και ιξώδεις και ελαστικές ιδιότητες όταν υφίστανται παραμόρφωση, ενώ τα ιξωδοπλαστικά υλικά παρουσιάζουν μη αναστρέψιμη παραμόρφωση.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τις διαφορές μεταξύ ιξωδοελαστικών και ιξωδοπλαστικών υλικών.
Σύνοψη – Viscoelastic vs Viscoplastic
Η ιξωδοελαστικότητα και η ιξωδοπλαστικότητα περιγράφονται σχετικά με τις ιδιότητες των πολυμερών υλικών. Η βασική διαφορά μεταξύ ιξωδοελαστικού και ιξωδοπλαστικού είναι ότι τα ιξωδοελαστικά υλικά παρουσιάζουν και ιξώδεις και ελαστικές ιδιότητες όταν υφίστανται παραμόρφωση, ενώ τα ιξωδοπλαστικά παρουσιάζουν μη αναστρέψιμη παραμόρφωση.
