En la ciencia de los materiales , la relajación de la tensión es la disminución observada de la tensión en respuesta a la deformación generada en la estructura. Esto se debe principalmente a que la estructura se mantiene en una condición de tensión durante un intervalo finito de tiempo, lo que provoca una cierta cantidad de deformación plástica. Esto no debe confundirse con la fluencia , que es un estado constante de tensión con una cantidad creciente de deformación.
Dado que la relajación alivia el estado de tensión, también tiene el efecto de aliviar las reacciones del equipo. Por lo tanto, la relajación tiene el mismo efecto que el resorte en frío, excepto que se produce durante un período de tiempo más largo. La cantidad de relajación que tiene lugar es una 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 se puede acotar.
La relajación de la tensión describe cómo los polímeros alivian la tensión bajo una tensión constante. Debido a que son viscoelásticos, los polímeros se comportan de una manera no lineal , 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 de una sola vez y midiendo la acumulación y la posterior relajación de la tensión en el material (ver figura), ya sea en reología extensional o de cizallamiento .
Los materiales viscoelásticos tienen propiedades tanto de los materiales viscosos como de los elásticos y se pueden modelar combinando elementos que representan estas características. Un modelo viscoelástico, llamado modelo de Maxwell , predice un comportamiento similar al de un resorte (elemento elástico) que está 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 de la tensión, es bastante malo para predecir la fluencia. Por otro lado, el modelo de Voigt es bueno para predecir la fluencia pero bastante malo para predecir la relajación de la tensión (ver viscoelasticidad ).
La matriz extracelular y la mayoría de los tejidos son relajantes del estrés, y la cinética de la relajación del estrés ha sido reconocida 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 distintos materiales:
Para generalizar, Obukhov utiliza dependencias de potencia: [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. utilizan una serie de potencias para describir la relajación del estrés en poliamidas: [3]
Para modelar la relajación de tensiones en materiales de vidrio, Dowvalter utiliza lo siguiente: [3]
donde es una constante del material y b y dependen de las condiciones de procesamiento.
Los siguientes parámetros no materiales afectan la relajación del estrés 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)
