Ползучесть и релаксация
Ползучесть и релаксация физически тесно связаны друг с другом и возникают почти во всех материалах, таких как металлы, бетон, пластмассы и древесина. Оба явления приводят к тому, что начальное состояние (напряжение \(\sigma\) и деформация \(\varepsilon\)) без изменения внешних условий непрерывно изменяется с течением времени в зависимости от системы и нагрузки. Чтобы учесть эти эффекты при анализе, зависящем от времени, вязкоупругие эффекты необходимо учитывать с помощью реологической модели.
Ползучесть
Если элемент конструкции постоянно нагружен постоянной нагрузкой (напряжение \(\sigma = \text{константа}\)), помимо мгновенной упругой деформации возникает зависящая от времени дополнительная деформация ползучести \(\varepsilon(t)\). Это особенно актуально для элементов из бетона и древесины.
Релаксация
Если элемент конструкции растянут до определённой длины (деформация \(\varepsilon = \text{константа}\)) и зафиксирован в этом положении, внутреннее преобразование структуры материала приводит к тому, что приложенное напряжение \(\sigma(t)\) со временем снижается. Это поведение особенно актуально для предварительно напряжённых элементов, например, напрягаемой арматуры, предварительно напряжённых болтов, канатов и мембран.
Усадка
Элементы из определённых материалов, таких как бетон и древесина, склонны к объёмной контракции с течением времени. Причиной этого является отдача влаги в окружающую среду и уменьшение объёма вследствие химических реакций, а также преобразований структуры при твердении. Учёт выполняется путём приложения зависящей от времени деформации усадки. В зависимости от внешних условий усадка приводит к вынужденным напряжениям при стеснении деформации усадки или к свободной деформации.
Старение
Ещё одним зависящим от времени эффектом является старение, которое охватывает изменение характеристик материала с течением времени. Это касается, в частности, модуля упругости и прочности. На примере бетона стоит отметить увеличение вышеуказанных значений с течением времени вследствие прогрессирующего твердения. Другим примером является охрупчивание и потеря прочности у пластмасс из-за разложения и распада.