25滞弹性 1.流变学基础 流变学研究物体的流动和变形科学,综合研究物体的 弹性形变、塑形形变和粘性流动。 例如:水泥砂浆和新拌混凝土粘性、塑性、弹性的 演变和硬化混凝土的徐变;金属材料高温徐变、应力 松弛;高温玻璃液特性;高聚合物加工成形等都涉及 到流动和变形
2.5 滞弹性 流变学研究物体的流动和变形科学,综合研究物体的 弹性形变、塑形形变和粘性流动。 例如:水泥砂浆和新拌混凝土粘性、塑性、弹性的 演变和硬化混凝土的徐变;金属材料高温徐变、应力 松弛;高温玻璃液特性;高聚合物加工成形等都涉及 到流动和变形。 1. 流变学基础
流变特性: 物体在某一瞬间所表现的应力与应变的定量关 系。即用一些参数把应力和应变的关系表示为 流变方程式。 流变模型的作用: 用某些理想元件组成的模型,近似而定性的模 拟某些真实物体的力学结构,并以作用力和变 形关系导出物体流变方程
流变特性: 物体在某一瞬间所表现的应力与应变的定量关 系。 即用一些参数把应力和应变的关系表示为 流变方程式。 流变模型的作用: 用某些理想元件组成的模型,近似而定性的模 拟某些真实物体的力学结构,并以作用力和变 形关系导出物体流变方程
(1)基本模型 虎克固体模型:一个完全弹性的弹簧,应力和应变服从 虎克定律。τ=YG-剪切模量或σ=EE 牛顿液体模型:一个带孔活塞在装满粘性液体的圆柱 形容器内运动。液体服从牛顿液体定律。τ=my或=EE Y--速度梯度,相当于形变;η--.度(粘性系数) 圣维南塑性固体模型:一个静置桌面上的重物,与桌 面间存在摩擦力,当作用力稍大于静摩擦力时,重物即 以匀速移动(应力不超过某一限定值以前,物体为刚性, 旦超过限定值,则会迅速流动变形) τ=0tθt-屈服应力
虎克固体模型:一个完全弹性的弹簧,应力和应变服从 虎克定律。 =G G---剪切模量 或= E 牛顿液体模型:一个带孔活塞在装满粘性液体的圆柱 形容器内运动。液体服从牛顿液体定律。=或=E ---速度梯度,相当于形变; ---粘度(粘性系数) 圣维南塑性固体模型:一个静置桌面上的重物,与桌 面间存在摩擦力,当作用力稍大于静摩擦力时,重物即 以匀速移动(应力不超过某一限定值以前,物体为刚性, 一旦超过限定值,则会迅速流动变形)。 = t t ---屈服应力 (1) 基本模型
带孔活塞 弹簧 粘性液体摩擦力 dv/dy 变形 虎克型 牛顿型 圣维南型 流动曲线
虎克型 牛顿型 圣维南型 流动曲线 摩擦力 F 弹簧 P P P 带孔活塞 粘性液体 P dv/dy t 变 形
(2)组合模型 将基本模型元件串联或并联起来,进行各种串并联组 合,模拟各种物体的力学结构。常用的组合模型如下 宾汉体 马克斯韦尔液体(液态粘弹性物体) 开尔文固体(固态粘弹性物体)
将基本模型元件串联或并联起来,进行各种串并联组 合,模拟各种物体的力学结构。常用的组合模型如下: (2) 组合模型 宾汉体 马克斯韦尔液体(液态粘弹性物体) 开尔文固体(固态粘弹性物体)
A.宾汉体 在承受较小外力时物体产生弹性形变,当外力超过屈 服应力θ时,按牛顿液体的规律产生粘性流动 DM 流变方程:τ-0=dvdy或τ-0;=ny 硅藻土、瓷土、石墨、油漆、水泥等的悬胶具有宾 汉体的流变特性
A.宾汉体 流变方程 :- t = dv/dy 或 - t = 硅藻土、瓷土、石墨、油漆、水泥等的悬胶具有宾 汉体的流变特性。 在承受较小外力时物体产生弹性形变,当外力超过屈 服应力 t时,按牛顿液体的规律产生粘性流动
实际泥料的流变特性不完全符合这种简单的组合, 出现偏差。如实际泥料没有明显的流动极限,即从 弹性体过渡到粘性体是连续的——准塑性体。 偏差使流动曲线变形,用下式修正。 τ"=们dv/dy n>时粘度随应力增大而减小结构粘性体; n<1时粘度随应力增大而增大--舳触绸性
实际泥料的流变特性不完全符合这种简单的组合, 出现偏差。如实际泥料没有明显的流动极限,即从 弹性体过渡到粘性体是连续的------准塑性体。 偏差使流动曲线变形,用下式修正。 n= dv/dy n>1时粘度随应力增大而减小------结构粘性体; n<1时粘度随应力增大而增大------触绸性
B马克斯韦尔液体(液态粘弹性物体) 内部结构由弹性和粘性两种成分组成的聚集体。其中 弹性成分不成为骨架而埋在连续粘性成分中,在恒定 应变下,储存于弹性体中的势能会随时间逐渐消失于 粘性体中,表现为应力弛豫现象 流变方程:y=τG+τ
B 马克斯韦尔液体(液态粘弹性物体) 内部结构由弹性和粘性两种成分组成的聚集体。其中 弹性成分不成为骨架而埋在连续粘性成分中,在恒定 应变下,储存于弹性体中的势能会随时间逐渐消失于 粘性体中,表现为应力弛豫现象。 流变方程: = / G+ /
C开尔文固体(固态粘弹性物体) 内部结构由坚硬骨架及填充于空隙的粘性液体所组 成。如:水泥混凝土。 流变方程:τ=GYy+my
C 开尔文固体(固态粘弹性物体): 内部结构由坚硬骨架及填充于空隙的粘性液体所组 成。如:水泥混凝土。 流变方程: =G+
2.滞弹性 (1)标准线性固体(曾纳模型) 广L 1
(1)标准线性固体(曾纳模型) t o o 总 t 0 1 2 2 . 滞弹性