“流变”是什么意思
流变学是研究在外力作用下,物体的变形和流动的学科。1920年利哈伊大学教授尤金·宾汉正式提出这一名称,来源于赫拉克利特的经典名言“一切皆流”
为了研究力引起的变形,流变学有实验与理论模拟两个互相促进的途径。试验方面采用多种流变仪,比如毛细管流变仪来测量在不同剪切应力作用下,流体粘度、流速等的变化,再进行分析,从中得出该物质的模量、分子量等重要性质。医学检查上常用的血流变测定也是此原理。也可以通过流变仪模拟流体在注射等成型过程中所受的应力和流体的变形,使得流变学成为研究高分子加工过程所必需的内容。
理论模拟是通过实验数据提出符合此类物质的物理背景,将其与普适的数学模型相结合。目标是可以通过数学计算描述流体运动。其物理背景较为复杂,对于纯弹性物体,可以用胡克定律来描述,即应力与应变成正比。对于牛顿流体,可以用应力=粘度×应变速率来描述。但是现实中的固体存在不符合胡克定律的塑性变形,液体也全是非牛顿流体。特别对于高分子,具有粘弹性性质,情况复杂。其数学模型主要借助于连续介质力学。目前对于一般流体的简单流动,理论模拟效果较好,但是对于复杂流道,由于存在很多复杂的边界效应,目前的计算能力还无法给出比较好的结果,这也成为近来流变学研究的重要方向。
流变学作为一门研究物质流动与变形的学科,与化学特别是胶体化学、高分子化学密切相关。随着三大合成材料工业的不断发展,近年来流变学研究也迅速发展起来,世界各国尤其是各工业发达国家纷纷成立了流变学会,如英国、德国、法国、荷兰、瑞典、日本、墨西哥、加拿大等。由于流变学具有交叉边缘学科的特点,因此它的应用范围相当广泛。
在石油、石化行业中的应用
由于从原油开采技术,如三次采油、完井等,到原油储运、短线运输、酸化压裂、聚合物压裂以及清洁胶束压裂液,无不与流变学有关。因此,流变学在该行业得到了广泛重视,并得到了良好的普及。
强化采油 新打的油井能保持一定的压力,自喷出一部分原油,但当油井压力开始下降时,二次采油即将开始。注水时在油水界面容易产生粘性指进现象,不利于采油,此时尚有50%的原油未能采出。强化采油即三次采油的潜力很大。三次采油的方法之一为高分子溶液灌注,所选材料有较柔性的聚丙烯酰胺和较刚性的黄原胶,虽然它们在剪切流场中行为相似,但在拉伸流场中则迥然不同,这点必须用流变学的观点判断清楚。
聚合物加工 通常聚合物必须经过再加工才能应用,而加工又分为注塑、挤出、压延、吹塑、纺丝等过程。但是,不管什么形式的加工,其中都充满了流变学的问题。欧美等工业发达国家均有专家专门研究聚合物加工发达国家均有专家专门研究聚合物加工流变学,每年还召开年会进行学术交流。由于国外已经开发出以流变学为基础计算机设计应用软件,因此,可以制造出大型塑料汽车铸件和大型飞机机身铸件。
农用薄膜的制造通常采用吹塑工艺。吹塑主要是通过聚合熔体进行,即熔体以管或泡的形式从挤压机出来后拉成薄膜,使其达到最终的厚度和分子取向。此时原料的拉伸粘度很明显是重要的流变参数。所以,流变学中拉伸粘度的测定被认为是具有工业重要性的研究,也就不足为奇了。
润滑油制造 润滑油中添加高分子稠化剂的目的是为了降低粘度随温度激烈变化的程度,使其在高温时可以保持良好的动力润滑,低温时也不会有过多的磨损。汽车用油的粘度用等级来代表,采用流变添加剂可制成满足多种等级需要的汽油。添加剂可以使基础油的粘度增加3倍以上。在润滑油中可以测出粘弹性效应,但是润滑剂流变学认为,粘弹性和增大的粘度均有利于支撑负荷。
在医药领域中的应用
生物流变学 如果说传统的流变学是应工业需要发展起来的,那么,生物流变学则是随着生命科学的发展应运而生的。在生物流变学中目前研究最广泛深入的是血液和血管流变学,是现代医学和理工科学之间的一门重要边缘学科。
此外,还应用在临床医学、制药等领域。
在轻工领域中的应用
轻工产品如牙膏、化妆品、清洁剂中必须用流变学指标控制质量和调节配方。以牙膏为例,人们使用牙膏时挤出要容易,挤出后要求挺括,在牙刷上不能下陷,刷牙时又要轻松,这就是要求牙膏遇剪时粘度迅速下降,而静止时又要具备一定的屈服应力,以保持坚挺。
我国流变学的应用研究起步较晚,20世纪60年代还只有个别自发研究,目前的应用研究领域较少,甚至连流变学赖以发展的聚合物加工行业也知之不多。以塑料制品为例,塑料厂引进的模具“吃”进口的聚合物粒子时,制品光滑、美观,可以和国外的同类产品相媲美,而一旦换成国产原料粒子时,产品质量就下降。这是因为所使用的模具是按国外原料的流变性能设计的,而国产原料的流变性与进口原料并不完全相同,所以制品质量下降。尽管生产厂对模具进行完善修改,但也只是凭经验做机械上的改动,并未考虑到粒子的流变性。
目前,流变学应用研究在我国远未普及,更谈不上发挥它应有的作用。为加强我国流变学的研究,建议相关部门在政策上对流变学这类交叉学科予以扶持,同时在高校尤其是重点高校的有关专业,如化学工程、聚合物加工等,开设流变学课程,特别是对硕士、博士研究生等高级研究人才的培养更为迫切和重要。
拉伸形变拼音: la shen xing bian
拉伸形变解释: 材料受拉力后所引起的形状的改变。
拉伸形变造句: 1、将抗拉材料土工织物铺设在土体的拉伸形变区以阻止土体的变形,从而增强土体内部的强度和稳定性;
2、结果表明,在拉伸形变下扶手椅型SWNT仍然是导体,但其费米速度随拉伸比的变大而变大;
3、考虑深海平台系缆的拉伸形变及与海底的撞击力,采用集中质量法,建立了系缆方程组。
4、提出在构造应力场中,开采运输巷道上方的煤体使巷道产生拉伸形变是巷道破坏的主要根源。
5、研究了PA6含量与聚合度、形变拉伸温度与形变回复温度及回复次数等因素对形状记忆功能的影响。
6、不同试样经简单剪切、单向拉伸、Marciniak和双向拉伸进行形变。
7、分析了拉伸和扭转形变对小直径扶手椅型SWNT的电子性质的影响。
8、抽水所造成的地下水漏斗区范围内,不仅能产生垂直形变,而且在其影响的不同部位,还形在压缩和拉伸的水平形变。
9、采用拉伸实验,研究形变速率对聚乙烯包装薄膜力学性能的影响。
10、指出拉伸结晶聚合物的形变机理可能依赖于拉伸条件。
11、应用透射电子显微术研究低碳及中碳合金钢回火马氏体的形变位错结构随拉伸加载过程的演变。
12、在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使产品的强度和塑性提高;
13、结果显示 改性浇铸尼龙材料拉伸屈服后能够产生很大的塑性形变,不会发生脆性破坏。
14、这可能是由于它们产生剪切形变局部化的滑移面硬化率对瞬时拉伸应力的临界比值不同之故。
15、试验温度越高,残余奥氏体稳定性越好,动态拉伸的绝热效应也抑制了残余奥氏体的形变诱发相变。
16、研究表明,入口收敛拉伸流变,是聚合物熔体产生了强烈的弹性形变,导致了较大的挤出物胀大比。
17、本文用电镜观察、拉伸试验、硬度试验、差热分析等方法研究了45钢冷形变后的预多边化处理对随后的回复、再结品过程的影响。
18、利用XRD、TEM、SEM和拉伸实验等分析测试方法研究了18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷轧变形过程中的组织演变和形变强化规律。
19、单向拉伸过程中,为响应所施加的应力,iPP晶体内部的球晶、晶片、分子链等不同层次的结构均会产生相应形变。
定义:
1、蠕变:固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。
2、徐变:是物体在荷载作用下,随时间增长而增加的变形
3、流变:主要研究材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。
区别:
一、指代不同
1、蠕变:只要应力的作用时间相当长,在应力小于弹性极限施加的力时也能出现。
2、徐变:是混凝土材料本身固有的特性,是混凝土结构设计计算的一个重要内容。
3、流变:各种材料的蠕变和应力松弛的现象、屈服值以及材料的流变模型和本构方程。
二、特点不同
1、蠕变:在外力作用下,质点穿过晶体内部空穴扩散而产生的蠕变称为纳巴罗-赫林蠕变;质点沿晶体边界扩散而产生的蠕变称为柯勃尔蠕变。
2、徐变:对于桥梁结构混凝土的收缩徐变计算更加重要,它对桥梁结构影响的时间跨度长,且与桥梁结构形式、构造截面组成方式以及施工方法等有关。
3、流变:以应力、应变和时间的物理变量来定量描述材料的状态的方程,叫作流变状态方程或本构方程。
三、条件不同
1、蠕变:高温工作的零件要采用蠕变小的材料制造,如耐热钢等;对有蠕变的零件进行冷却或隔热;防止零件向可能损害设备功能或造成拆卸困难的方向蠕变。
2、徐变:外力作用下,胶体颗粒的粘性流动造成晶体的滑动;外力作用下,毛细孔中水的迁移。
3、流变:流变模型没有考虑材料的内部物理特性,如分子运动、位错运动、裂纹扩张等。当前对材料质量的要求越来越高,如高强度超韧性的金属、高强度耐高温的陶瓷、高强度聚合物等。
参考资料来源:百度百科-流变
参考资料来源:百度百科-徐变
参考资料来源:百度百科-蠕变
系统:ES1010
流变仪用于测定聚合物熔体,聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。流变学测量是观察高分子材料内部结构的窗口,通过高分子材料,诸如塑料、橡胶、树脂中不同尺度分子链的响应,可以表征高分子材料的分子量和分子量分布,能快速、简便、有效地进行原材料、中间产品和最终产品的质量检测和质量控制。
流变仪分为旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。
旋转流变仪是研究测量材料流变学特性的仪器之一,采用对样品施加强制稳态速率载荷、稳态应力载荷、动态正弦周期应变载荷或动态正弦周期应力载荷的方式,观测样品对所施加载荷的响应数据;通过测量剪切速率、剪切应力、振荡频率、应力应变振幅等流变数据,计算样品的黏度、储能模量、损耗模量、Tanδ等流变学参数。是材料领域应用最广泛的流变测量仪器,可以研究从低黏度流体到高强度固体样品的流动和变形特性。
毛细管流变仪是一种用于在高应力下测量剪切应力率的装置。可以测定热固性材料的流动性和固化速度,可绘制热塑性材料的应力应变曲线、塑化曲线,测定软化点、熔融点、流动点的温度。测定高聚物熔体的粘度及粘流活化性,还能研究熔融纺丝的工艺条件。
转矩流变仪是研究材料的流动、塑化、热、剪切稳定性的理想设备,该流变仪提供了更接近于实际加工的动态测量方法,可以在类似实际加工的情况下,连续、准确可靠地对材料的流变性能进行测定,如多组份物料的混合、热固性树脂的交联固化、弹性体的硫化,材料的动态稳定性以及螺杆转速对体系加工性能的影响等。
界面流变仪实现了模块化,并有很多附件,包括电加热温度箱,对流加热炉,帕尔帖(Peltier)加热系统用于锥/板和同轴圆筒(专利型),固体DMTA测试夹具,界面流变系统,高压系统,UV紫外池,沥青流变系统,淀粉流变系统,电流变池和磁流变池,聚合物拉伸流变系统,可视流变系统,二相性和流动双折射,界电流变等等。同时提供用户友好软件,包括所有标准分析工具和特殊分析模板,如时温等效,频谱计算和分子量分布。
混凝土的流变性:应该是指混凝土在外力作用下变形和流动性质。变形指坍落度的突然增大,流动性质即是混凝土的流动性的变化。
新拌混凝土属于宾汉姆流变模型,其流变方程中包含两个参数:屈服剪应力0 τ 和粘性系数η 。目前常规的测试新拌混凝土的试验方法不能充分的反映新拌混凝土的工作性,而根据流变学观点,流变仪和粘度计试验,以Tattersell 提出的两点法,测得浆体的屈服应力和塑性粘度来表征流变性能,应该说比其他方法完善。虽然其他的很多方法对拌合物的一些性能定量测定取得不错的效果,但还是稍显粗糙,人为因数影响很大,不能完全连续的表征浆体的流变性能。而用流变仪或粘度计等对新拌浆体的流变参数进行测定,精确度、可靠性和复演性高,更能充分反映浆体的流变性。