Pełzanie i relaksacja
Pełzanie i relaksacja są ze sobą ściśle powiązane fizycznie i występują w prawie wszystkich materiałach, takich jak metale, beton, tworzywa sztuczne i drewno. Oba prowadzą do tego, że stan początkowy (naprężenie \(\sigma\) i odkształcenie \(\varepsilon\)), bez zmiany warunków zewnętrznych, zmienia się w sposób ciągły w czasie, w zależności od układu i obciążenia. Aby uwzględnić te efekty w analizie zależnej od czasu, efekty lepkosprężyste muszą być uwzględnione za pomocą modelu reologicznego.
Pełzanie
Jeśli element konstrukcyjny jest trwale obciążony stałym obciążeniem (naprężenie \(\sigma = \text{stałe}\)), oprócz natychmiastowego odkształcenia sprężystego występuje zależne od czasu dodatkowe odkształcenie pełzania \(\varepsilon(t)\). Ma to znaczenie przede wszystkim w przypadku elementów betonowych i drewnianych.
Relaksacja
Jeśli element konstrukcyjny zostanie rozciągnięty do określonej długości (odkształcenie \(\varepsilon = \text{stałe}\)) i unieruchomiony w tej pozycji, wewnętrzna przemiana struktury materiału prowadzi do tego, że przyłożone naprężenie \(\sigma(t)\) maleje z czasem. Zachowanie to ma znaczenie przede wszystkim w przypadku elementów wstępnie naprężonych, na przykład stali sprężającej, śrub wstępnie naprężonych, kabli i membran.
Skurcz
Elementy konstrukcyjne wykonane z niektórych materiałów, takich jak beton i drewno, wykazują tendencję do kontrakcji objętościowej w czasie. Przyczyną jest oddawanie wilgoci do otoczenia oraz zmniejszenie objętości w wyniku reakcji chemicznych i przemian strukturalnych podczas twardnienia. Modelowanie odbywa się poprzez przyłożenie zależnego od czasu odkształcenia skurczowego. W zależności od warunków zewnętrznych skurcz prowadzi do naprężeń wymuszonych, przy ograniczeniu odkształcenia skurczowego, lub do odkształcenia swobodnego. Poniższy rysunek przedstawia schematyczny przebieg w czasie dla swobodnego (u góry) i ograniczonego (u dołu) skurczu.
Starzenie się
Kolejnym efektem zależnym od czasu jest starzenie się, które obejmuje zmianę właściwości materiałowych w czasie. Dotyczy to w szczególności modułu sprężystości i wytrzymałości. Na przykładzie betonu warto wspomnieć o wzroście wyżej wymienionych wartości w czasie w wyniku postępującego twardnienia. Innym przykładem jest kruchość i utrata wytrzymałości tworzyw sztucznych w wyniku degradacji i rozkładu.