Fluage et relaxation
Le fluage et la relaxation sont physiquement étroitement liés et se produisent dans presque tous les matériaux tels que les métaux, le béton, les plastiques et le bois. Les deux phénomènes font qu'un état initial (Contrainte \(\sigma\) et Déformation \(\varepsilon\)), sans modification des conditions extérieures, évolue continuellement au fil du temps en fonction du système et de la charge. Afin de les prendre en compte dans une analyse temporelle, les effets viscoélastiques doivent être considérés via un modèle rhéologique.
Fluage
Si un composant est soumis en permanence à une charge constante (Contrainte \(\sigma = \text{konstant}\)), il se produit, en plus de la déformation élastique immédiate, une déformation de fluage supplémentaire dépendante du temps \(\varepsilon(t)\). Ceci est particulièrement pertinent pour les composants en béton et en bois.
Relaxation
Si un composant est étiré à une certaine longueur (Déformation \(\varepsilon = \text{konstant}\)) et fixé dans cette position, la transformation structurelle interne du matériau fait que la Contrainte appliquée \(\sigma(t)\) diminue avec le temps. Ce comportement est particulièrement pertinent pour les composants précontraints, par exemple les aciers de précontrainte, les boulons précontraints, les câbles et les membranes.
Retrait
Les composants en certains matériaux comme le béton et le bois ont tendance à subir une contraction du volume au fil du temps. Cela est dû à la perte d'humidité dans l'environnement et à une réduction de volume par des réactions chimiques ainsi que des transformations structurelles lors du durcissement. La prise en compte se fait par l'application d'une déformation due au retrait dépendante du temps. Selon les conditions extérieures, le retrait entraîne des contraintes de déformation empêchée, lorsque la déformation de retrait est entravée, ou une déformation libre. L'image suivante montre l'évolution schématique au fil du temps pour un retrait libre (en haut) et un retrait empêché (en bas).
Vieillissement
Un autre effet dépendant du temps est le vieillissement, qui englobe la modification des caractéristiques du matériau au fil du temps. Cela concerne en particulier le module d’élasticité et la résistance. Dans le cas du béton, l'augmentation des valeurs précitées au fil du temps due au durcissement progressif est à mentionner. Un autre exemple est la fragilisation et la perte de Résistance des plastiques due à la dégradation et à la décomposition.