En ciencia de materiales , la relajación de tensiones es la disminución observada de la tensión en respuesta a la tensión generada en la estructura. Esto se debe principalmente a que se mantiene la estructura en condiciones de tensión durante un intervalo de tiempo finito, lo que provoca cierta cantidad de tensión plástica. Esto no debe confundirse con la fluencia , que es un estado de tensión constante con una cantidad cada vez mayor de deformación.
Dado que la relajación alivia el estado de estrés, tiene el efecto de aliviar también las reacciones del equipo. Por lo tanto, la relajación tiene el mismo efecto que el frío, excepto que ocurre durante un período de tiempo más largo. La cantidad de relajación que tiene lugar es función del tiempo, la temperatura y el nivel de tensión, por lo que el efecto real que tiene sobre el sistema no se conoce con precisión, pero puede limitarse.
La relajación del estrés describe cómo los polímeros alivian el estrés bajo una tensión constante. Debido a que son viscoelásticos, los polímeros se comportan de forma no lineal y no hookeana . [1] Esta no linealidad se describe tanto por la relajación de la tensión como por un fenómeno conocido como fluencia , que describe cómo los polímeros se deforman bajo una tensión constante. Experimentalmente, la relajación de la tensión se determina mediante experimentos de deformación escalonada, es decir, aplicando una deformación repentina única y midiendo la acumulación y posterior relajación de la tensión en el material (ver figura), ya sea en reología de extensión o de corte .
Los materiales viscoelásticos tienen las propiedades de materiales viscosos y elásticos y pueden modelarse combinando elementos que representan estas características. Un modelo viscoelástico, llamado modelo de Maxwell , predice un comportamiento similar al de un resorte (elemento elástico) en serie con un amortiguador (elemento viscoso), mientras que el modelo de Voigt coloca estos elementos en paralelo. Aunque el modelo de Maxwell es bueno para predecir la relajación del estrés, es bastante pobre para predecir la fluencia. Por otro lado, el modelo de Voigt es bueno para predecir la fluencia pero bastante pobre para predecir la relajación de la tensión (ver viscoelasticidad ).
La matriz extracelular y la mayoría de los tejidos relajan el estrés, y la cinética de la relajación del estrés se ha reconocido como una señal mecánica importante que afecta la migración, proliferación y diferenciación de las células incrustadas . [2]
Los cálculos de relajación de tensiones pueden diferir para diferentes materiales:
Para generalizar, Obukhov utiliza dependencias de poder: [3]
donde es la tensión máxima en el momento en que se eliminó la carga ( t* ) y n es un parámetro del material.
Vegener et al. Utilice una serie de potencias para describir la relajación de tensiones en poliamidas: [3]
Para modelar la relajación de tensiones en materiales de vidrio, Dowvalter utiliza lo siguiente: [3]
donde es un material constante yb y dependen de las condiciones de procesamiento.
Los siguientes parámetros no materiales afectan la relajación de tensiones en los polímeros : [3]
![{\displaystyle \sigma (t)={\frac {\sigma _{0}}{1-[1-(t/t^{*})(1^{1-n})]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/da33c715d0e417edc13ebcbba6b1473a40a9472b)
![{\displaystyle \sigma (t)=\sum _{m,n}^{}{A_{mn}[\ln(1+t)]^{m}(\epsilon '_{0})^{n }}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1d847e9c986a28c420f6b1f06792b86477a15534)
