Nichtlineare Oszillationsexperimente

In einem Oszillationsexperiment wird ein zu untersuchendes Material einer sinusförmigen Deformation unterworfen und die entsprechende Antwort gemessen. Innerhalb des linear-viskoelastischen Bereichs (LVB) ist die Antwort auf eine sinusförmige Vorgabe ebenfalls eine Sinusfunktion mit derselben Frequenz, und das Verhältnis von Spannung zu Deformation unabhängig von der Vorgabeamplitude.

Oszillationsversuche innerhalb des LVB (small amplitude oscillatory shear, Saos) verfolgen das Ziel, ein Material möglichst in einem definierten Gleichgewichtszustand zu charakterisieren, um beispielsweise Informationen über das frequenzabhängige Materialverhalten zu gewinnen. Die dabei auftretenden und maximal zulässigen Deformationen entsprechen selten den Beanspruchungen, denen ein Material in der Anwendung ausgesetzt ist.

Bei größeren Deformationen ist die Antwort eines Materials auf eine sinusförmige Anregung nicht mehr durch eine Sinusfunktion gleicher Frequenz zu beschreiben; sämtliche aus der Theorie der linearen Viskoelastizität bekannte Größen wie komplexer Modul |G*|, Speichermodul G', Verlustmodul G'' oder auch Verlustfaktor tan d verlieren ihre physikalische Bedeutung.<

Blickpunkt