Reologie - Enciclopedia fizică

Reologie (din Rheos greacă -. În timpul și logo-uri - predare) - (. Fluide de exemplu, non-newtoniene cu viscozitate structurală a sistemelor disperse care posedă ductilitate) știința de deformare și a fluxului de mass-media continuă reale Născut în. considerând procesele asociate cu deformări ireversibile substanțelor reziduale (detensionare. aftereffect elastic fluaj, material, și așa mai departe. p.). În centrul R. sunt fondate. hidromecanică și legile teoriei elasticității și plasticității (inclusiv legile Newton reziste mișcării fluidului vâscos, Navier -. .. Ecuația ratei C de mișcare a unei rezistențe fluid vâscos incompresibil Hooke drept corp elastic și altele).

R. poate fi considerată ca făcând parte din mecanica mediilor continue. În R. stabili relația dintre forța mecanică pe corp. subliniază, deformații cauzate de acestea și modificările lor în timp. Sub normale în Continuum ipoteze Mecanica de uniformitate și continuitate în materialul valorii teoretice. R. rezolva problema limita de deformare și de curgere a solidelor și lichidelor. DOS. atenția este atrasă asupra reologich complexe. substanță de comportament (de ex., atunci când ambele proprietăți manifeste de plastic vâscos și elastic sau vâscoasă și). Totalul reologich. ur-set de stat a substanței poate fi cu greu stabilită pentru că ființele. proprietăți diferite ale diferitelor materiale, dar există de ecuație pentru multe cazuri speciale. În descrierea reologich. Comportamentul mecanic al materialelor utilizate. Modelele pentru care constituie diferențial sau integrală a ecuației, care include în dec. combinație de proprietăți elastice și vâscoase. Reologich. Modelele sunt, de asemenea, utilizate în studiul mecanic. proprietăți polimerice, frecarea internă în solide și altele. Proprietățile corpurilor reale.

Fig. 1. Modelul mecanic al fluidelor reologice: si - un corp elastic Hooke; b - un fluid Newtonian vâscos; în - corp Saint Venant shostkoplasticheskoe.

servi ca o pistă pentru probleme cu o singură dimensiune. reologich. (. Mechanical) Model: un element elastic (. Figura 1 a) Ca echipă să-ing afișează proprietăți elastice; Element fluidic (Fig 1b ;. amortizor, pneumatice și hidraulice amortizor.) caracterizează proprietățile vâscoase ale materialului. Acționând pe forța elementului elastic simulează tensiune și este notat. Deformarea arcului determină deformarea materialului în examinare reale și indicate. rigiditate arc simulează modul reale de elasticitate E al materialului. Legătura dintre deformarea elastică, iar tensiunea este determinată de legea lui Hooke :. fluidul Newtonian este caracterizat prin (a se vedea. legea lui Newton de frecare),

Fig. 1, într-un model zhostkoplastich. corp Saint-Venant, descris ca un ansamblu de frecare uscată. Elementele acestui site (pe verticală ris.- liniute) sunt deplasate unul față de altul, trecând post. forța indiferent de viteza. În cazul în care tensiunea aplicată. nici o prejudecată. Astfel. la deformarea caroseriei, Saint-Venant și rata de deformare este egală cu zero, în timp ce o tensiune mai mică decât limita de curgere. Când începe deformarea, și, astfel, sunt diferite de zero. Astfel. element de frecare uscată (Fig. 1, e) simulează efortul de curgere.

Fig. 2. Modelul Voigt mecanic format din conectat în paralel arc E și pistonul din cilindru umplut cu lichid vâscos.

Fig. 3. Modelul Maxwell cu conexiunea serie a arcului și pistonul în cilindru.

Dat model elementar, de obicei, considerate ca fiind parte integrantă a R. mai complexe mecanic. Modele afișarea reologich. Comportamentul materialului. Pentru a construi un astfel de model, aceste elemente sunt conectate în paralel sau în serie. Astfel, un model cu două elemente de Voigt (Fig. 2) descrie calitativ fenomenul încovoierii, cu o deformare rom se dezvoltă cu întârziere în raport cu tensiunea aplicată. Modelul Maxwell (Fig. 3) este util pentru descrierea calitativă a relaxării proceselor de tensiuni. Ambele modele sunt liniare, în sensul că s-au întâlnit principiul superpoziției. dar ele nu posedă suficiente generalitate pentru a determina efectul pe fondul stării de comportament a corpului, adică. e. nu descriu fenomenul de memorie.

Pentru o descriere mai precisă a moștenirii. Proprietățile liniare ale materialelor utilizate modele mai complexe. corp vâscoelastică - corp rigid care prezintă elasticitate retardat, poate fi descrisă de modelul Kelvin (Figura 4). în timpul deformarea porțiunii de corp a energiei ireversibil disipată sub formă de căldură. corp vâsco-plastic, pentru a-Roe nu se deformează la tensiuni sub gât critic-cerned. valori, în timp ce pentru mari - curge ca un lichid vâscos, descris de modelul B și n m r, precum și (figura 5.), care este o conexiune paralelă de elemente și Newton Saint Venant.

Fig. 4. Modelul Kelvin: elemente de conexiune serială Hooke și Voigt.

Fig. 5. Modelul Bingham: conectarea paralelă a elementului de fluid (cilindru piston) și corpul Saint-Venant.

În timpul vyazkoplastich. corpul ur este descris niyami ,. dacă și când

Cu probleme R. sunt întâlnite în dezvoltarea de o varietate de industrii de tehnologie. procesele în activitatea de proiect și calcule de inginerie referitoare la dec. materiale (mai ales la ritmul alert-pax): polimeri, materiale compozite. betoanelor, silicați, și alte produse alimentare. R. Metodele au fost folosite pentru controlul tehnologich operațional. procese. Atunci când acest lucru se face o continuă sau periodică. măsurare un incendiu mai multe. reologich. proprietățile materiilor prime și (sau) un produs program dat, uneori cu utilizarea calculatoarelor; utilizând corecția feedback-ul este realizat într-un interval prestabilit de parametri prime, proces sau dozarea ingredientelor primite.

Raporturile hidrodinamice sunt determinanți de utilizare limitată în mediul real ca R. posedă viscozitate anomalie (ex. Vâscozitatea independent de presiune și medie rata de turii, debitul). Dependența manifestată ca stare de stres-tulpina în orice moment al întregii istorii a tensiunilor (sau tulpini). R. subiect de studiu sunt astfel de fenomene, ceea ce duce la anomalii de viscozitate în tone și cu n d o p și I - capacitatea anumitor sisteme disperse (.. structuri de coagulare Eg) reversibile subtierea suficient de puternic mecanic. impacturi (agitare, tremurături) și se solidifică (piardă fluiditate) în timpul șederii în repaus; reopeksiya - dezvoltarea accelerată rezistenta si structura sistemelor disperse cu deformare mică aplicație de stres și o viteză mică; dilatare (în sisteme disperse concentrate, cum ar fi paste) - creșterea factorului efectiv. viscozitate (în care - Tangent tensiune. - viteza de forfecare concentrică) cu creșterea ratei de tulpină, însoțită de gât inel crescând volumul ocupat de sistem (solide în timpul deformării, pentru a forma un cadru liber și având un mediu lichid este insuficient pentru a asigura mobilitatea sistemului ).

Experimental R. (rheometry) determină în dec. reologich. proprietăți ale substanțelor prin spec. instrumente și ispytat. Mașini. Microrheology examinează deformarea și fluxul în microvolumes, de exemplu. în cantități proporționale cu mărimea particulelor fazei dispersate în sistem dispersați sau măsurarea atomilor și moleculelor. Bioreologiya studii pentru o varietate de biol. fluide (de ex. sânge, lichid sinovial și pleural) tulpină în dec. tesuturi (muschi, oase, vasele de sânge) la oameni și animale. Studierea interacțiunii reologich. cu curenți electrici. și magneziu. câmpuri, la secară poate afecta fluxul atât activ cât și prin efectul lor asupra reologiei, caracteristicile materialului și este subiectul magnitoreologii electrorheology.

Lit:. Reologie, trans. din limba engleză. M. 1962; Kerin M. EXEMPLUL reologie, trans. din limba engleză. M 196D; L o n g AS fluid elastic. O introducere în reologie polimeri konechnodeformiruemyh benzi. din limba engleză. M. 1969 Vinogradov, GV Malkin A. Ya polimer reologie, M. 1977; W s m L y n și 3. P. Kordonskiy V. I. efect magnetoreologic, Minsk, 1982; D t A și B YY D și p și n și k și A. Svetlov Yu. E. cinetici fizice ale macromoleculelor, L. 1986. NI Malinin.