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熱膨脹系數實測曲線02應力松弛/蠕變測試模擬材料在恒定應變（松弛）或恒定應力（蠕變）下的長期力學行為，直接表征其應力馳豫或尺寸偏離特性，對密封件的長期保持力、緊固件的預緊力衰減預測至關重要。 測試內容：在恒定應變條件下，長時間監測材料內部應力隨時間的衰減規律，測試時長可根據需求進行長期觀測；或者在恒定應力條件下，長時間監測材料的變形隨載荷作用時間的變化規律。

在生活中有不少具有蠕變和應力松弛現象的例子。例如在燈柱之間，燈絲圈會隨著時間不斷下垂變長，這是燈絲自身重量引發的蠕變。緊固件如密封圈在放置一段時間后變松了，這是因為發生了應力松弛現象。打包帶變松，緊繃的橡皮筋變松等都是應力松弛現象。在一些產品設計如壓力容器，蠕變和應力松弛可能引起產品失效，此時蠕變和應力松弛是需要重點考慮的因素。

在這種情況下，應該提到兩個非常重要的概念：蠕變和應力松弛。蠕變是指在施加恒定的載荷，變形隨著時間的推移而增大，直到達到平衡為止。應力松弛是指施加恒定變形，產生的反作用力隨著時間的推移而下降，直到，再次達到平衡。與超彈性模型一樣，ABAQUS還提供了捕捉這些重要現象的模型，從而考慮線性和非線性粘彈性。用戶必須將這些模型與實驗數據相匹配，支持剪切和體積試驗數據導入(對于蠕變和應力松弛)。

本篇文章展示ABAQUS軟件在仿真橡膠墊的超彈性變形行為及應力松弛現象的功能，應力釋放模型采用應力釋放實驗數據，超彈性模型為Mooney-Rivlin超彈性力學模型： 在軟件進行模型裝配，裝配后如圖1所示。

圖3 不同溫度下應力-應變蠕變曲線2）應力應力通過改變分子鏈滑移阻力和晶相結構，主導蠕變進程（圖 3）： 低應力（<10MPa）：非晶區分子鏈段僅發生局部調整，蠕變以普彈和高彈形變為主，總應變小，穩態速率低。 中高應力（10-30MPa）：非晶區鏈段滑移加劇，晶相區晶格發生塑性變形，黏性流動占比增加，蠕變速率隨應力線性增長。

模擬過程中為了真實反映電池運行工況的邊界條件，假設氣體入口為層流，溫度設置為 800 ℃，陽極側流道入口的氣體平均速度為 0.4 m/s，在陰極側流道入口的平均速度為 1 m/s；氣體出口邊界條件設置為 1 個大氣壓[17]；定義陽極側金屬連接體的上表面接地，而陰極側金屬連接體的下表面為電池電壓；有限元仿真結果設定在電池電壓 0.7 V[18]下確定的。

蠕變是指當材料處于固定載荷下時，隨著時間的推移而逐漸增加的變形。松弛則是指在固定變形的條件下，材料的應力隨時間而逐漸減小的現象。這些行為在某些條件下類似于金屬等其他工程材料的表現。</p><p>考慮到木材力學性質的復雜性，在進行數值模擬時通常需要做一些簡化的假設以便于分析和計算。

在核電和水電發電的基礎上，還需要運行火電廠（包括煤炭和天然氣）來滿足高峰時期的用電需求。然而隨著高強度的使用，機組中的蒸汽進氣構件可能會因此產生蠕變（Creep）損耗，帶來安全威脅。蠕變（英語：Creep），也稱潛變，是在應力影響下固體材料緩慢永久性的移動或者變形的趨勢。它的發生是低于材料屈服強度的應力長時間作用的結果。當材料長時間處于加熱當中或者在熔點附近時，蠕變會更加劇烈。

[M]元件的本構方程可按照各截面的應力相等、應變兩者相加的原則建立。這一元件常用來模擬應力松弛。2）典型本構方程[K]元件和[M]元件是描述瀝青混合料粘彈性力學應為的重要部件，但是瀝青混合料本身內部結構復雜，各單一元件不能有效地表征瀝青混合料的力學行為：[K]元件只適合描述材料的蠕變行為而無法表達松弛過程，而[M]元件僅適合描述應力松弛行為而無法表征材料的延遲彈性彈性。

[M]元件的本構方程可按照各截面的應力相等、應變兩者相加的原則建立。這一元件常用來模擬應力松弛。2）典型本構方程[K]元件和[M]元件是描述瀝青混合料粘彈性力學應為的重要部件，但是瀝青混合料本身內部結構復雜，各單一元件不能有效地表征瀝青混合料的力學行為：[K]元件只適合描述材料的蠕變行為而無法表達松弛過程，而[M]元件僅適合描述應力松弛行為而無法表征材料的延遲彈性彈性。

Mises應力結果見圖6，應變結果見圖7。根據線性黏彈性理論假設，應力松弛率與瞬時應力成正比，在小應變情形下瞬時應力又與應變成正比。而蠕變和應力松弛現象是黏彈性特性的兩種表現方式。結果顯示橡膠密封墊產生了較大的應力和應變，會造成橡膠的應力松弛和蠕變，結構失效，失去原有的密封能力。3.

一套基于 MATLAB/Fortran 編寫的二維鍵基近場動力學（Bond-based Peridynamics）數值仿真代碼。程序采用經典的動態松弛算法（Dynamic Relaxation），將動力學方程轉化為解決準靜態問題的工具，模擬二維材料在單軸壓縮載荷下的響應及裂紋擴展過程。

在日常的工廠運行周期里，歧管易受到機械疲勞的影響；同時受運行階段的溫度和應力條件影響，也會出現蠕變的現象。圖1 SHT型歧管為了評估歧管的相關設計參數，特別是厚度對其壽命的影響，法國電力公司開展DUCAT項目計劃進行相關模擬，從而幫助設計與日常維護。

蠕變曲線很多時候，大部分的理論模型都無法同時描述出這三個階段，只有唯象學模型有這個能力，因為擬合出來的純數學模型可以完美匹配這個曲線，常用的模型就是θ-Projection蠕變模型：這個模型最牛的是，還原度極高，只要應力、溫度等工況和試驗完全一致，那么它就能百分之百在仿真里面還原出來。但是還是那句話，越容易練成的武功，副作用越大。

應力松弛對于高分子化學研究人員在開發新型工程塑料時也是非常重要，因為松弛時間和模量受聚合物分子結構和轉變溫度所影響。因此聚合物材料必須對于承受負載應力狀態下的應力松弛和蠕變行為進行特性確認。 圖 6 針對粘彈性材料的應力松弛量測程序的示意圖。使用等溫步進方法，允許樣品在每個量測溫度下以無應力狀態下達到熱平衡。然后將樣品荷載應力讓形變到設定的應變量。

該模型通過一個內變量‘變形阻抗s’統一考慮塑性與蠕變，避免了傳統模型中塑性與蠕變分別定義的復雜性，能更好地捕捉焊球在溫循升降溫階段的應力松弛和應變累積規律。整個模型共有9個材料參數（有時算上彈性參數共11個）：A、Q/R、ξ、m、h?、a、?、n、s?。

我司測試獲得的靜態蠕變裂紋擴展測試應力應變曲線評估“網絡結構”的長期穩定性：應力松弛測試無論是分子工程中的交聯劑效應，還是結構工程中的溶劑相調控，最終都影響了聚合物網絡的粘彈性。應力松弛測試能精準捕捉網絡鏈段在恒定形變下的重組與流動特性，預測材料在長期服役中的夾持力保持率，防止因應力松弛導致的粘接失效。