Đặc trưng ứng suất –
biến dạng của vật liệu cao su khác biệt so với kim loại. Trên đồ thị ứng suất –
biến dạng của mẫu thử cao su kéo, đặc trưng rõ ràng nhất là mối quan hệ không
tuyến tính giữa ứng suất tác động và sự biến dạng. Điều này là do giá trị mô-đun
đàn hồi của cao su luôn thay đổi. Đặc
trưng này giới hạn việc sử dụng các phương trình tính toán tuyến tính đơn giản
cho sản phẩm cao su.
Một đặc trưng quan trọng
khác là sự trễ đàn hồi. Sau khi kéo căng, mẫu cao su co rút lại, ứng suất tại độ
biến dạng tương tự khi co rút thấp hơn khi kéo tạo nên đường cong co rút dưới
đường cong kéo giãn. Sự khác biệt trong ứng suất là sự trễ đàn hồi. Sự trễ đàn
hồi khác biệt theo loại cao su; ít nhất trong cao su thiên nhiên không gia cường
và cao hơn trong các vật liệu đàn hồi khác. Sự trễ đàn hồi tăng theo lượng chất
độn gia cường dùng trong cao su và vận tốc biến dạng.
Một đặc trưng khác là
sự chùng ứng suất, được định nghĩa là sự giảm ứng suất theo thời gian ở độ biến
dạng không đổi. Hiện tượng này quan sát được trong hai chu trình kéo giãn/co
rút nối tiếp có cùng độ biến dạng, chu trình thứ hai có ứng suất nhỏ hơn chu
trình thứ nhất. Sự chùng ứng suất xảy ra do quá trình trượt của các mắt lưới
làm lỏng mạng lưới phân tử cao su, tác động phản lực ít hơn. Tác động này xảy
ra ở cả biến dạng không đổi và biến dạng tuần hoàn, phải được tính đến trong
tính toán kỹ thuật.
Đặc trưng cuối cùng
là mỏi. Mỏi là sự kéo giãn vật liệu cao su theo thời gian khi chịu tải không đổi.
Ví dụ, chiều dài của mẫu thử cao su sau khi kéo giãn tăng, đạt ứng suất 0 tại
điểm biến dạng dương.
Tham khảo từ tài liệu
Fatigue, Stress, and Strain of Rubber
Components: A Guide for Design Engineers,
Judson
T. Bauman, Hanser Publications, 2008, trang 9 - 12
(vtp-vlab-caosuviet)
