ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Единицы измерения и способы выражения вязкости из "Вязкость и пластичность нефтепродуктов" У реальных тел не существует мгновенных деформаций. Установление равновесия между внешнилш и внутренними силами занимает некоторое, иногда большое, время. В литературе пользуются термином мгновенные деформации , но это лишь означает, что они занимают весьма малое время . Из максвелловского уравнения релаксации (1, 14) вытекает, что время являегся не менее существенным фактором деформации, чем величина напряжения. Исследование кинетики деформации имеет большое значение. Представляет интерес рассмотреть следующие три элемента временной зависимости деформаций влияние времени действия нагрузки, изменение тела во времени после снятия нагрузки и влияние скорости нагружения. [c.42] Основные виды зависимости деформации от времени действия деформирующей силы можно свести к пяти типам, представленным на фиг. 13. У ньютоновской жидкости (кривая 1) деформации е представляют собой линейные функции времени t. Это положение являегся прямым следствием закона вязкости Ньютона. Характер зависимости деформации от времени тела Бингама-Воларовича не отличается от аналогичной зависимости ньютоновского тела— ниже предела текучести деформация не имеет места, а выше него она пропорциональна времени. [c.43] В противоположность ньютоновской жидкости деформация идеально упругого тела (тела Гука) не зависит от времени (кривая 5). Между этими крайними видами зависимости располагаются кривые не ньютоновских жидкостей и невдеально пластичных и упругих тел. [c.43] У псевдопластичных жидкостей деформация е является нелинейной функцией времени (кривая 2). В частности, расход жидкости через трубу или капилляр не пропорционален времени. Этим объясняется отмеченная выше плохая воспроизводимость измерений аномальной вязкости. [c.43] Упруго-пластичные тела дают кривые 3 или 4. Часть их деформации, связанная с упругим компонентом, не зависит от времени действия деформирующей силы, другая же часть, связанная с вязкостью, является функцией времени. Если вязкость нормальная, то последняя часгь деформации пропорциональна времени (кривая 3). При аномальной вязкости зависимость деформации от времени носит более сложный характер (кривая 4). [c.43] Величина нагрузки отражается на последействии. Исследования П. А. Ребиндера с сотрудниками [36, 37], Г. В. Виноградова [38, 39] и других [11, 41] показывают, что нагрузка определяет не только упрзтую или остаточную деформацию, но частично также кинетику деформации и возвращения тела к первоначальной форме после снятия нагрузки. Для многих смазок, обладающих упругостью, это время увеличивается по мере приближения к пределу текучести. Таким образом, переход упругих деформаций в пластичные может не быть резким. [c.43] В литературе отсутствует общепринятая терминология эффектов изменения деформации во времени под нагрузкой и после разгрузки. П. А. Ребиндер называет нарастание деформации во времени под действием постоянного напряжения последействием нагрузки, а убывание деформации после снятия нагрузки последействием разгрузки. Г. В. Виноградов первое обозначает термином прямое последействие, второе — обратное последействие. Последействие нагрузки Бингам называет упругим предэффектом и последействие разгрузки — последействием. В дальнейшем мы будем пользоваться терминологией П. А. Ребиндера. [c.44] Интересно отметить, что скорость деформации имеет наибольшее значение в момент нагрузки или разгрузки и во времени постепенно снижается до нуля или очень малой величины. Такой вид кинетики последействия характерен для большинства деформаций. [c.44] Аналогичные данные получены Г. В. Виноградовым и К. И. Климовым при измерении деформации солидолов (фиг. 17) с помощью разработанного ими метода исследования упругих свойств смазок (см. 12). Во времени деформация увеличивается, а скорость деформации падает. После снятия нагрузки в моменты Ли Ла и т. д. отчетливо проявляется упр)тое последействие разгрузки. [c.44] Константа Ь оказалась постоянной в широком интервале напряжений. Аналогичная связь между деформацией и временем найдена другими авторами для асфальтов. [c.45] При классификации реальных тел с целью выбора параметров деформации и их измерения нельзя ограничиваться установлением связи деформации с напряжением, а необходимо также определить последействия нагрузки и разгрузки. Измерением зависимости в от т нельзя отличить упругое тело от неупругого и соответственно упруго-пластичное от более сложного пластичного тела. Уравнение тела Бингама-Воларовича применимо к реальным телам, у которых деформация во времени ниже предельного напряжения сдвига настолько мала, что ею можно пренебречь. Следует отметить, что интервалы времени действия силы не должны быть слишком велики. Известно, что реальные пластичные тела при чрезвычайно большом времени действия напряжения могут необратимо деформироваться, если даже нагрузка ниже предельного напряжения сдвига. [c.45] Одним из способов упрощения описания ело ных деформаций реальных тел является метод моделирования [40]. Он сводится к тому, что исследуемое тело заменяется моделью, состоящей из элементов, имитирующих отдельные реологические свойства. Упругость имитируется идеальной пружиной вязкость —поршнем с просверленными отверстиями, погруженным в вязкую жидкость предельное напряжение сдвига— ползуном (фиг. 15). Сочетая эти элементы последовательно или параллельно, можно получить системы, моделирующие реологические свойства тел. Последовательное сочетание пружины и поршня моделирует максвелловскую жидкость (фиг. 15, г), последовательное сочетание пружины, ползуна, еще одной пружины и поршня —тело Шведова (фиг. 15, й). [c.45] Метод моделирования дает качественное или полуколичественное описание деформации, но для многих практических целей он отвечает своему назначению, особенно в сочетании с точным измерением отдельных параметров, имеющих непосредственное значение для применения материала. [c.46] На оси абсцисс повторные измерения, I = 25°. [c.46] Виноградов наблюдал увеличение модуля сдвига солидолов под действием деформации (фиг. 17). [c.47] А — нагрузка снята О — нагрузка приложена. [c.47] В рассматриваемых системах Р обычно самопроизвольно меняется. Этот процесс является следствием старения дисперсных систем и возникающих вследствие этого изменений их свойств. Старение может привести как к росту Р, так и к его падению. Кривая 7 изображает первый случай. Он встречается чаще второго. [c.47] Если в момент /1 приложить деформирующую силу, то может оказаться, что она не окажет влияния на сопротивление деформации. Дисперсные системы, в которых нагрузка не влияет на сопротивление деформации, называются тиксостабильными. [c.47] Возможно и снижение Р, которое будет продолжаться в течение времени действия нагрузки /1—или до того, как будет достигнуто минимальное значение Р, присущее системе. После снятия нагрузки в момент многие дисперсные системы самопроизвольно (без нагревания или каких-либо иных внешних воздействий) восстанавливают первоначальное сопротивление деформации. Такие системы получили название тиксотропных (кривая 2). Время /г—/3, в течение которого достигается первоначальное значение сопротивления деформации, называют временем тиксо-тропного восстановления сопротивления деформации (в частности, вязкости или предельного напряжения сдвига). [c.47] Другие дисперсные системы самопроизвольно не восстанавливают своего сопротивления деформации или восстанавливают его настолько медленно, что этим явлением можно пренебречь. Они названы тиксолабильными системами (кривая 3). Наконец в некоторых телах внешние силы вызывают увеличение сопротивления деформации (кривая 4). Автор вместе с Е. А. Смолиной [31] наблюдал более быстрый рост вязкости масел при низких температурах при медленном течении, чем в спокойном состоянии (табл. 1). Это явление можно назвать реопексией. [c.48] Вернуться к основной статье