ягнутому стані, знижують тон - в результаті повільного течії матеріалу їх довжина трохи збільшилася, відповідно, зменшилася натяг - їх доводиться підтягувати. Гірські породи за геологічні періоди мнуть в складки - утворюються гірські системи. Без обчислень ясно, що діапазон часів в реологічних явищах простягається від часток секунди до мільйонів років.
Отже, механічні властивості різних реологічних середовищ, по-перше, дуже різноманітні, і, по-друге, виявляються суттєво різними залежно від умов навантаження.
Дуже багато реологічні середовища є дисперсними системами двох або трьох фаз: це дрібні тверді частинки, розподілені в в'язкої рідини (суспензія або гель, якщо тверда фаза переважає), або це дрібні крапельки однієї рідини в іншій - емульсія , або бульбашки повітря в рідині (піна), і т.д. Але, тим не менш, реологія розглядає таку середовище як однорідну, але обнаруживающую такі ж механічні властивості, як і ті, що встановлені в дослідах з реальним конкретним матеріалом. Цей підхід, характерний для механіки суцільних середовищ, дозволяє уникнути труднощів, пов'язаних з вивченням механізмів взаємодії фаз, і порівняно просто описати основні риси поведінки реологічних середовищ при впливі на них заданих навантажень. Такі теорії називаються феноменологическими.
3. Реологічні моделі
Напружено-деформований стан тіла в загальному випадку є тривимірним і описати його властивості з використанням простих моделей нереально. Однак у тих рідкісних випадках, коли деформуються одновісні тіла, поведінка матеріалу наочно і просто можна змоделювати найпростішими структурними елементами. Реологическими моделями користуються також при вивченні механічних властивостей полімерів, внутрішнього тертя в твердих тілах та інших властивостей реальних тіл.
При описі реологічних поведінки матеріалів користуються механічними моделями, для яких записують диференціальні або інтегральні рівняння, куди входять різні комбінації пружних, в'язких і пластичних характеристик.
Основними є три елементи:
· пружний (гвинтова пружина) - пружне тіло Гука (H);
· в'язкий (гідравлічний амортизатор) - в'язка рідина Ньютона (N);
· пластичний (пластинка з сухим тертям на фрикційної підкладці) - жесткопластічное тіло Сен-Венана (StV).
lt; # 119 src= doc_zip3.jpg / gt; lt; # 119 src= doc_zip4.jpg / gt; lt; # justify gt; · модель Кельвіна-Фойгта - модель твердого тіла, напруга в якому залежать від швидкості деформування;
· модель Максвелла - модель твердого тіла з властивостями текучості при довільній постійному навантаженні;
· модель Прандтля - модель твердого тіла з пружними властивостями до певної межі навантаження, перевищення якої призводить до необмеженої миттєвої деформації;
· модель Бінгама - модель матеріалу, властивості плинності якого проявляються після досягнення певної межі навантаження, а опір деформуванню залежить від швидкості деформації.
lt; # 120 src= doc_zip6.jpg / gt; lt; # 120 src= doc_zip7.jpg / gt; lt; # 120 src= doc_zip8.jpg / gt; lt; # justify gt; 4. Модель Бінгама
Прикладом більш складної моделі є середа Бінгама, модель якої представлена ??на рис. 9. Якщо збільшувати силу P, то спочатку деформується тільки пружина; потім, при певному значенні сили P, долається сила тертя бруска об поверхню і починається його рух, опір якого надає не тільки тертя, але і в'язке опір поршня в циліндрі.
Рисунок 9 - Модель Бінгама.
реологічний Вайсенберг томас деформація
Вважається, що реологія почалася саме з цієї моделі, що не вкладається в рамки взаємодії класичних середовищ - пружного тіла і в'язкої рідини. Середа Бінгама була введена для опису поведінки свіжої олійної фарби, коли було встановлено, що вона є пластичним твердим тілом, а не в'язкою рідиною.
5. Ефект Вайсенберга і ефект Томаса
Реологические моделі, одержувані шляхом комбінування основних елементів (пружність, в'язкість, тертя) якісно описують поведінку під навантаженням реальних середовищ, при цьому спостерігаються значні кількісні відхилення. Але відомі ефекти, для опису яких в даний час ще не створена задовільна теорія.
У першу чергу, це так званий ефект Вайсенберга. Він проявляється в наступному досвіді.
Нехай є два однакових склянки - один з ньютонівської в'язкою рідиною, наприклад, з рослинним маслом, інший - з концентрованим розчином високополімерних речовини (наприклад, солодкого згущеного молока); обидві скл...
