时变效应

徐变和松弛

徐变和松弛在物理上密切相关，几乎发生在所有材料中，如金属、混凝土、塑料和木材。两者都会导致初始状态（应力 \(\sigma\) 和应变 \(\varepsilon\)），在外部条件不变的情况下，根据系统和荷载的不同，随时间持续变化。为了在时变分析中考虑这些因素，必须通过流变模型来考虑粘弹性效应。

徐变

如果构件持续承受恒定荷载（应力 \(\sigma = \text{constant}\)），除了瞬时弹性变形外，还会产生随时间变化的附加徐变应变 \(\varepsilon(t)\)。这对于混凝土和木材构件尤其重要。

松弛

如果构件被拉伸至一定长度（应变 \(\varepsilon = \text{constant}\)）并固定在该位置，材料内部的组织转变会导致施加的应力 \(\sigma(t)\) 随时间下降。这种行为主要与预应力构件相关，例如预应力钢筋、预应力螺栓、索和膜材。

收缩

由特定材料（如混凝土和木材）制成的构件往往会随时间发生体积收缩。其原因在于水分向环境散失，以及硬化过程中的化学反应和组织转变引起的体积减小。施加方式是通过施加时变收缩应变。根据外部条件的不同，收缩会导致约束应力（当收缩应变受到阻碍时）或自由应变。下图显示了自由收缩（上）和约束收缩（下）随时间变化的示意图。

老化

另一个时变效应是老化，它包含了材料性能指标随时间的变化。这尤其涉及弹性模量和强度。以混凝土为例，由于持续硬化，上述数值随时间的增长是值得注意的。另一个例子是塑料由于降解和分解而出现的脆化和强度损失。