The Kelvin-Voigt model er en model af viskoelastisk materiale , dvs. udviser både elastiske og viskøse egenskaber. Det bruges især til at beskrive viskoelastiske faste stoffer. Det blev forestillet af fysikerne Woldemar Voigt og William Thomson (Lord Kelvin) .
Kelvin-Voigt-modellen er en endimensionel model, der beskriver den mekaniske opførsel af et tyktflydende fast stof. Når man ophører med at anvende en belastning på dette materiale, finder det (dækker) altid den samme konfiguration (form og dimensioner). Eksistensen af en stabil og unik konfiguration under nul belastning er karakteristisk for faste stoffer og adskiller dem fra væsker.
Kelvin-Voigt-modellen er den enkleste model, der tegner sig for de tyktflydende fænomener krybning og afslapning ; imidlertid begynder krybning her for enhver belastning, man anvender, så lille som den er, hvilket ikke altid er tilfældet for de ægte tyktflydende faste stoffer: denne model inkluderer ikke en tærskeleffekt . Dette giver det desuden en karakter af reversibilitet : annullering af spændingerne forårsager en fuldstændig tilbagevenden af det faste stof mod dets referencetilstand uden begrænsninger eller resterende deformationer. Kelvin-Voigt faststoffet er af denne grund et viskoelastisk faststof .
Kelvin-Voigt-modellen kan repræsenteres af et rent tyktflydende spjæld og en hookean fjeder placeret parallelt som vist i diagrammet overfor.
I det tilfælde hvor de to elementer er placeret i serie, opnår man modellen af Maxwell .
I denne parallelle model er deformationen af fjederen (R) den samme som støddæmperen (A):
Derudover er den samlede belastning summen af spændingerne på fjederen og støddæmperen:
Spændingerne fra støddæmperen og fjederen er givet henholdsvis af:
hvor E er elasticitetsmodulet forbundet med fjederen og den viskositet koefficient forbundet med dæmperen repræsenterer en newtonsk væske .
Vi udleder derefter, at:
Med hensyn til Maxwells model udleder vi en karakteristisk afslapningstid:
.