Glossar

Burgers-Modell

Das Burgers-Modell ist ein allgemeines Modell eines viskoelastischen Materials, das üblicherweise zur Beschreibung eines klassischen Kriech-Erholungsversuchs eingesetzt wird (siehe KriechenKriechen beschreibt eine zeit- und temperaturabhängige plastische Verformung von Werkstoffen unter konstanter Kraft. Wird eine konstante Kraft z.B. auf eine Kautschukmischung aufgebracht, hat die die anfängliche Deformation, die durch diese Kraft erhalten wird, keinen festgelegten Wert.Kriechen).

Das Modell ist eine Kombination aus Federn und Dämpfern, angeordnet als Kombination separater Komponenten in Serien- und Parallelschaltung.

• Federn – zeigen ein elastische Verhalten. Werden sie unter einwirkender SpannungSpannung ist definiert als Kraftniveau, das auf eine Probe mit definiertem Querschnitt aufgebracht wird (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit runden oder rechteckigen Querschnitten können komprimiert oder gestreckt werden. Elastische Materialien, wie Elastomere, können bis um das 5- oder 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.Spannung “gezogen”, dehnen sie sich sofort auf eine definierte Länge (DehnungDehnung beschreibt die Deformation eines Materials, das durch eine von außen einwirkende Kraft oder Spannung mechanisch belastet wird. Gummimischungen zeigen Kriech-Eigenschaften, wenn eine statische Last aufgebracht wird.Dehnung) aus und bewegen sich ohne Verzögerung in ihre Ausgangslage zurück, sobald die Spannung nicht mehr einwirkt. (Ist die angelegte Spannung größer als die Feder aufnehmen kann, kommt es zu einer dauerhaften/irreversiblen Deformation, siehe “FließSpannungSpannung ist definiert als Kraftniveau, das auf eine Probe mit definiertem Querschnitt aufgebracht wird (Spannung = Kraft/Fläche). Proben mit runden oder rechteckigen Querschnitten können komprimiert oder gestreckt werden. Elastische Materialien, wie Elastomere, können bis um das 5- oder 10-fache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden.spannung”.)
• Dämpfer – zeigen ein viskoses Verhalten. Werden sie unter einwirkender Spannung “gezogen”, bewegen sie sich mit der Zeit (mit einer von der Viskosität abhängigen Geschwindigkeit) immer weiter, bis die Spannung entfernt wird. Nach Wegnahme der Spannung, findet keine Erholung statt und die Verformung bleibt dauerhaft bestehen.

In den Burger-Modellen sind also G₁ und η₂ unabhängig in Serie geschaltet. Sie modellieren die separaten elastischen und viskosen Komponenten eines Materials.

G₂ und η₁ sind parallelgeschaltet und ahmen so die viskoelastischen Komponenten einer Probe nach, wobei die sofortige Antwort der Feder/elastische Komponente durch den Dämpfer/viskose Komponente „gedämpft“ (verlangsamt) wird, sobald Spannung einwirkt.

Wird diese entfernt, erholt sich G₂, wird aber wiederum durch η₁ gedämpft. Die Rückstellung erfolgt komplett, solange die angelegte Spannung linear, d.h. innerhalb des „linearen viskoelastischen Bereichs“, ist.