Burgers-Modell

Das Burgers-Modell ist ein allgemeines Modell eines viskoelastischen Materials, das üblicherweise zur Beschreibung eines klassischen Kriech-Erholungsversuchs eingesetzt wird (siehe 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 Spannung “gezogen”, dehnen sie sich sofort auf eine definierte Länge (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 “Fließspannung”.)
  • 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.