Welche Aussage über mechanische Modelle der Viskoelastizität trifft zu?

Lösung: A. Das Maxwell-Modell aus Feder und Dämpfer in Reihe kann die Spannungsrelaxation bei konstanter Dehnung beschreiben

Wird dem Maxwell-Modell (Reihenschaltung) eine konstante Dehnung aufgeprägt, dehnt sich zunächst die Feder und erzeugt eine Spannung; danach gibt der Dämpfer langsam nach, die Feder entspannt sich, und die Spannung relaxiert gemäß σ = σ₀exp(−t/τ) (τ = η/E). Im Voigt-Modell (Parallelschaltung) sind die Dehnungen von Feder und Dämpfer stets gleich, sodass die Spannung bei konstanter Dehnung nicht relaxiert. Das Voigt-Modell beschreibt die verzögerte Elastizität (Kriechen), bei der sich die Dehnung unter konstanter Spannung mit der Zeit einem festen Wert nähert. Wird das Maxwell-Modell mit einer konstanten Spannung belastet, nähert sich die Dehnung keinem festen Wert, sondern wächst proportional zur Zeit weiter. Reale Polymere werden mit Kombinationen dieser Elemente angenähert, etwa mit dem Vierelementmodell.