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流變學是溝通流體力學和固體力學的學科

發布時間:2022-09-20
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反映物質或材料物理性質之間的關系式,統稱為本構方程(或本構關系)。在固體力學中,本構方程一般專指應力張量與應變張量之間的關系。在流體力學中,本構方程是指應力張量與應變率張量之間的關系。


對于固體,人們己認識到同時體現彈性形變黏性流變的材料,是黏彈性材料。材料的黏彈性又可分為線性和非線性兩大類。若材料兼有塑性和黏性的性質,則稱為黏塑性材料,對于聚合物和一定條件下的金屬往往需要考慮其黏塑性。當應力達到一定值時,黏彈性材料呈塑性變形,或物體在彈性變形過程和塑性階段均具有黏性效應,則稱這種材料為黏彈塑性材料。許多作者己在研究工作中討論和使用黏彈性、黏塑性和黏彈塑性的本構方程,這實際上己突破經典的固體力學本構關系,進入了固體流變學的領域。


在固體力學研究中,因要深入研究材料的破壞機理,還要類似流體力學,對固體材料考慮應變率,研究其動力學過程。流體力學的研究內容,在20世紀中期之后己有了很大的轉變。在石油、化工、能源、材料、生物工程和環保等領域所遇到的流體,己常是非牛頓流體。由于非牛頓流體涉及許多工業生產部門的工藝、設備、效率和產品質量,也涉及人本身的生活和健康,所以越來越受到力學工作者的重視。


流變學是力學在20世紀與化學、物理、工程科學交叉發展的新興學科。中國許多力學工作者的工作實際上己涉足流變學的研究領域,但由對流變學缺乏了解,而又未意識到,因此也就未能從與工程科學密切聯系又正蓬勃發展的流變學中吸取營養。力學發展的關鍵之一,在于與各個學科及工程領域相結合,流變學正是這樣一個有生命力的重要研究領域。

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