粘弾性と超弾性モデル、歴史と違い

実際、私はいくつかの論文が粘弾性または超弾性モデルを同じ材料に使っているのを見ます。それらのモデルは異なる時代に発明されたものであり、超弾性は粘弾性よりも新しいモデルです。私は正しいですか？

違いは何ですか？

材料をシミュレートするときにどのモデルを使用するかを決定するための最良の方法は何ですか？

超弾性材料モデルと粘弾性材料モデルはどちらも以下の関係にある構成的関係です。

• 応力 そして ひずみ 、 の場合 超弾性 。
• 応力 、 ひずみ そして ひずみ速度 、 の場合 粘弾性 。

どちらも経験モデルなので、通常は各モデルに合うように必要なパラメータを見つけるために実験を実行する必要があります（第一原理から弾性特性を見つける方法はいくつかありますが、ここでは取り上げません）。

超弾性 モデルは（名前が示すように）弾性材料を扱います - それらは、負荷が加えられると変形し、負荷が解放された後に元の形状に戻ります。線形ひずみ応力関係を持つHooke弾性モデルとは異なり、超弾性モデルは非線形関係を持ちます。

超弾性モデルを使用したシミュレーションの一般的な例の1つは、ラバーシールまたはガスケットです。

に 粘弾性 ひずみと応力の関係はひずみ速度（材料をどれだけ速く変形させるか）と時間に依存するようにモデル化されます、そして荷重と除荷経路は同じではありません。

粘弾性の構成モデルにクリープ挙動が含まれる場合は、恒久的な変形もあります。

他のモデルに対する1つのモデルの選択は、どの問題を解決しようとしているかによって異なります。変形速度を変更したときのひずみ応力応答に興味がありますか。クリープやストレス緩和に興味がありますか？ 両方のモデルは相互に排他的ではありません、あなたがそれを必要とするならば、あなたは粘弾性 - 超弾性モデルを作成することができます（またはそれらを文献で使うことができます）。

いくつかの（非常に大まかな）定義を見てみましょう。

１）粘弾性＝荷重の適用速度が変化すると変化する弾性挙動、または荷重が一定に保たれると、材料の弾性挙動が時間とともに変化すること。

2）超弾性=線形弾性を超えた速度/時間に依存しない弾性挙動

もちろん、弾性挙動とは、いったん荷重が取り除かれると、材料がその元の状態に戻ることを意味します（粘弾性材料の場合は十分な時間、超弾性材料の場合は瞬時に）。

典型的には、エンジニアが粘弾性について話すとき、それらは「線形」粘弾性を意味する、すなわち、弾性率が負荷速度または時間に依存し得るとしても材料は線形弾性である。非線形粘弾性材料として一般的に知られている超弾性粘弾性材料を使用することもできます。

超弾性材料（St. Venant-Kirchhoff材料など）と線形粘弾性材料は、どちらも1800年代半ばに最初に調査されました。だから彼らはほぼ同じ年齢です。

材料モデルの選択は、以下によって異なります。

1）予想するひずみの量：大きなひずみ - ＆gt;超弾性小ひずみ - >線形弾性

２）負荷率の影響：速度依存性 - ＞ ２。粘弾性、速度に依存しない - ＆gt;弾性（線形またはハイパー）