Течение необратимое вязкое

Вязкоупругие жидкости проявляют упругие свойства, свойственные твердым телам, и свойства необратимого течения, характерные для жидкостей. Реологическое уравнение вязкоупругих жидкостей имеет два параметра один описывает вязкое течение, другой — упругие свойства [c.143]

Рис. 6.8. Зависимость обратимой высокоэластической деформации (/) и необратимой деформации вязкого течения (2) от времени

Общая деформация модели складывается из мгновенной и запаздывающей упругих деформаций и необратимого вязкого течения. Мгновенная упругая деформация возникает благодаря из- [c.20]

Деление веществ по агрегатному состоянию на жидкие и твердые в реологии связано с их реакцией на внешнюю силу, т. е. способностью деформироваться под действием внешних сил. Для жидкостей свойственна текучесть или способность к вязкому течению. При вязком течении деформация наступает при ничтожном усилии она необратима (не исчезает при снятии нагрузки) и зависит от длительности воздействия. Тела, способные к деформации при ничтожно малой нагрузке, называются вязкими. [c.427]

Деформация в вязкотекучем состоянии представляет собой деформацию сдвига, для которой характерно изменение формы тела при неизменном его объеме. Деформация сдвига, вызванная действием внешних сил (напряжением сдвига), является необратимой. Характер течения и поведение при течении обычных жидкостей и расплавов (а также растворов) полимеров имеют существенные различия. Обычные жидкости подчиняются закону Ньютона, смысл которого состоит в следующем. Если осуществлять чрезвычайно медленно деформирование жидкости, то в ней начнут развиваться бесконечно малые напряжения, т. е. слои жидкости будут сдвигаться относительно друг друга без всякого сопротивления. Однако как только скорость смещения слоев станет конечной, сразу же проявится сопротивление жидкости сдвигу. Математически связь между скоростью сдвига и напряжением сдвига может быть представлена уравнением, выражающим закон Ньютона или закон течения идеальных вязких жидкостей [c.34]

Так называемая объемная вязкость наблюдается при деформациях, связанных с изменением плотности. Она не связана с необратимым вязким течением, а характеризует внутреннее трение (или механические потери) газов, жидкостей и твердых тел при всестороннем сжатии. Многие твердые тела, называемые вязкоупругими, в отличие от упруговязких тел не текут и не дают остаточных деформаций. В таких вязкоупругих твердых телах сдвиговая вязкость наблюдается лишь в микрообъемах и ее можно назвать микровязкостью последняя является наряду с объемной вязкостью одной из причин упругого последействия и релаксации напряжения в некристаллических твердых телах. [c.174]

Изменение деформации во времени при приложении растягивающего напряжения к такой модели показано на рис. 44. Начальное состояние а модели длится до времени когда приложена мгновенная растягивающая сила. Она вызывает деформацию упругого элемента е = а/ 1 (состояние б). Вязкоупругая деформация описывается равновесным значением деформации элемента Кельвина— Фойгта е = а/Я2 и вязким течением поршня 0/т з (состояние в). После снятия нагрузки во время 2 упругий элемент релак-сирует мгновенно (состояние г), а вязкоупругий — медленно (состояние д). Вязкое же течение (необратимая часть деформации) остается (состояние д). [c.98]

Вместе с тем для получения изделий, к которым предъявляют требования высокой стабильности во времени и сохранения формы и размеров при температурах, близких к температуре стеклования, необходимо, чтобы при прессовании преобладал процесс необратимого вязкого течения массы, а не обратимой высокоэластической деформации. В последнем случае форма изделия не находится в равновесном состоянии и с течением времени, которое экспоненциально уменьшается с температурой, изделие деформируется и получает в итоге ту форму и размеры, которые материал имел до прессования. [c.340]

Мгновенная упругая деформация возникает благодаря нагружению и вытягиванию первичных валентных связей. Модуль сдвига для этого процесса равен Необратимое вязкое течение возникает в результате скольжения цепей полимера или [c.58]

Испытывая таким путем фракции полимера с возрастающим молекулярным весом, легко убедиться в том, что в определенном узком интервале молекулярных весов фракций в веществе появился новый тип деформации, характеризующийся возникновением высокоэластических свойств. Деформация резко возрастает, она целиком обратима и, следовательно, не связана с необратимым вязким течением, определяемым переходом продукта в жидкое состояние. Зная молекулярный вес такого продукта, в котором возник этот новый тип деформации, обязанный проявлению гибкости цепей, определяют число кинетических звеньев. Тем самым дают количественную оценку гибкости цепи, исходя из механических свойств полимера. Такая количественная оценка составит величину механического сегмента полимера. [c.110]

Выше отмечалось, что деформация линейных эластомеров в общем случае складывается из двух частей — высокоэластической (обратимой) и вязкого течения (необратимой). Рассмотрим закономерности развития обоих видов деформации во времени при действии постоянной растягивающей силы. Описание начнем с процесса течения , при этом под течением будем подразумевать только истинную остаточную деформацию, определенную путем тщательного разделения указанных составных частей деформации 1- 2. [c.224]

Анализ членов уравнения (5.1-35) выявляет различные возможные способы повышения температуры твердого тела за счет теплопроводности, сжатием, в результате диссипативных потерь (слагаемое —т Уг ) или от распределенного источника тепла (в виде химической или электрической энергии). Диссипативный член —(т Уф) отражает необратимость превращения механической энергии в тепло и в данном случае обусловлен необратимой деформацией твердого тела (в жидкости этот источник — диссипация энергии вязкого течения). [c.251]

После достижения температуры стеклования появляется возможность необратимого (вязкого) течения и наблюдается широкий комплекс разнообразных вязкоупругих (или релаксационных) явлений, происходящих в важном для практических приложений временном масштабе [c.140]

Необходимость учета процессов вязкого течения (необратимых деформаций) привела к появлению моделей, основанных на рассмотрении анизодиаметричных (стержнеобразных) жестких элементов, находящихся в пластичной среде (см. рис, 13.1). Такую модель, в частности, предложил Кратки [3] и уточнил Кун [5]. Эта модель оказалась удачной для описания процессов ориентации некоторых видов волокон [3]. Схема зависимости ориентации от кратности вытяжки для этой модели приведена на рис, 13.2. [c.237]

Процесс отверждения жидкой нити приводит к резкому снижению необратимой части деформации и появлению обратимой деформации. Рассмотрим формующееся волокно на стадии II, где уже частично прошел процесс отверждения системы. При приложении нагрузки за условный отрезок времени произойдет деформация системы, величина которой равна ei. Эта общая деформация состоит из истинно упругой, высокоэластической и необратимой. После снятия нагрузки в точке произошел бы мгновенный спад истинно упругой деформации и наблюдалось бы постепенное сокращение волокна за счет высокоэластической составляющей деформации, причем форма кривой, отражающей этот спад, зависит от характера спектра времен релаксации системы. Ко времени t образец сохранит только ту часть деформации, которая необратима (вязкое течение). Ее величина составляет e z- [c.159]

Необратимая деформация — это течение материала, следовательно, такая деформация не может быть мгновенной. Некоторые авторы всякую необратимую деформацию называют пластической. Здесь рассматриваются два идеализированных вида необратимой деформации вязкое течение и пластическая деформация (пластическое течение). При вязком течении скорость деформации пропорциональна приложенному напряжению (ньютоновская вязкость). Следовательно, материал, которому присуще вязкое течение, является жидкостью, так как сколь угодно малому напряжению отвечает неограниченное возрастание деформации со временем, а после снятия напряжения деформация не восстанавливается. Условия, при которых твердому телу можно приписать вязкое течение, рассмотрены далее. Пластическая деформация возникает только тогда, когда напряжение достигает некоторой критической величины. До этого значения напряжения материал ведет себя как идеально упругое тело. [c.9]

Из сказанного следует, что речь идет не о протекании пластического течения в процессе деформирования. Отсутствие необратимого вязкого смещения центра тяжести макромолекул обусловливает лишь временную необратимость деформации после снятия нагрузки на любой стадии процесса (в том числе на второй и третьей). При нагревании разгруженного образца ускоряется релаксация сегментов макромолекул и макромолекулы принимают конформации, характерные для нерастянутого состояния полимера. [c.208]

Это затруднение можно обойти различными способами. Один метод состоит в рассмотрении общей деформации только как функции напряжения, времени и т. д., без попытки деления на составляющие, обратимую (упругую) и необратимую (вязкую). Этот метод, который широко применялся, например, Скотт-Бле-ром [118], имеет то преимущество, что он непосредственно отвечает практическим требованиям. Другой метод состоит в рассмотрении циклической деформации и отнесении потери энергии за цикл к вязкой составляющей общей деформации, независимо от того, имеется ли течение в смысле остаточных деформаций или нет. Этот метод трактовки, исходящий из представления о внутренней вязкости, полезен при изучении поведения каучука при вибрациях. В третьем методе, который особенно хорош для не-вулканизованных каучуков, упругие эффекты устраняются работой в условиях стационарного течения, возбуждаемого, например, поддержанием в течение достаточно долгого времени постоянной скорости сдвига. При этих условиях нагружения, а также вследствие того, что упругая составляющая деформации становится в конце концов неизменной, можно измерить истинное течение, соответствующее течению обычной вязкой жидкости. [c.182]

Упругая деформация полимера (Й1) зависит от температуры. При температуре Т > Т . полимер находится в вязкотекучем состоянии и ему свойственна пластическая необратимая деформация, характерная для вязкого течения вещества (Л3). [c.375]

Член Р (У- о) представляет собой обратимую скорость роста внутренней энергии на единицу объема при сжатии, а член (т — необратимый прирост внутренней энергии на единицу объема вследствие диссипации энергии при вязком течении. В последнем члене вязкость зависит от температуры, поэтому необходимо совместное решение уравнений движения и теплопереноса. Температурная зависимость вязкости может быть важной, а иногда и определяющей при течении полимеров. Тепловой поток можно выразить через градиент температуры, используя обобщенную форму закона Фурье [c.110]

Вязкое течение линейных полимеров является одним из важных случаев проявления их вязкоупругих свойств. Наряду с упругой и высокоэластической составляющими деформации при определенных условиях в полимерах может развиваться также необратимая пластическая деформация (текучесть). Для линейных некристаллических полимеров она проявляется при Т>Тс, а для кристаллических —при 7 >Гпл- [c.161]

При наложении постоянной нагрузки Р к этой модели вначале деформируется элемент Гука (мгновенная обратимая деформация уо), а затем начинается вязкое течение (необратимая деформация обусловленное деформацией элемента Ньютона. По окончании действия нагрузки (/) = 0) упругая деформация исчезает, а модель сохраняет необратимую деформацию, обусловленную вязким течением. По величине уо Может быть рассчитан модуль упругости E [c.199]

Основной задачей реологии является взу чение закономерностей поведения различных материалов под действием деформирующих усилий. При этом рассматриваются процессы, связанные с необратимыми остаточными деформаци-чми и течением разнообразных вязких и пластитшых материалов (неньютоновских жидкостей, дисперсных систем и др.), а также явления релаксации напряжений, упругого последействия и т.д. Реология тесно переплетается с гщфомеханикой, теориями упругости, пластичности и ползучести. [c.4]

Температуры текучести, плавления или размягчения, при которых становятся заметными или определяющими необратимые вязкие деформации, в том числе течение полимера под действием собственного веса, зависят, в основном, от молекулярной массы М полимера или эластомера [10, с. 152—187]. Температура текучести Тт примерно одинакова для используемых в технике каучуков и пластхмасс с М 10 и составляет в большинстве случаев 150—200 °С. Температура стеклования Тс для каучуков обычно лежит в области минус 100—минус 50 °С, а для неполярных термопластов в области 50—100 °С [20]<. [c.10]

Отрасль науки, изучающая течение жидкостей, в которых наряду с вязкой существует и обратимая деформация, носит название реологии от Г реческого слова peo , что значит течение , течь . Одной из наиболее распространенных реологических систем является тесто. Кусок теста можно растянуть, и, отпустив, наблюдать его сокращение. Однако при этом он не восстановит форму полностью. Таким образом, наряду с упругой, обратимой деформацией он обладает немалой величиной необратимой, вязкой деформации. [c.126]

В. кристаллов (особенно металлич. монокристаллов, как и поликристаллич. твердых тел) проявляется в процессах их ползучести (крина), т. е. медленного на застаиия необратимых во времени (остаточных) деформаций при действии постоянного напряжения, особенно при малых напряжениях и высоких темп-рах (диффузионная ползучесть, развивающаяся по механизму вязкого течения). Медленпое вязкое течение в криста.ллах часто маскируется пластич. течением, т. е. сдвигами по плоскостям скольжения. [c.361]

Согласно Алфрею и Гарни , грубое, качественное представление о молекулярном механизме, ответственном за вязкоупругое поведение линейных аморфных высокополимеров дается механической моделью, показанной на рис. 13. Эта модель состоит из элемента Фойгта, соединенного последовательно с элементом Максвелла. Общая деформация модели складывается из мгновенной упругой деформации необратимого вязкого течения и запаздывающей упругой деформации. [c.58]

Для характеристики упруго-црочностных свойств смазок следует рассмотреть явление сдвигового разупрочнения. Если после перехода предела прочности снять действующую нагрузку, а затем вновь приложить ее и начать увеличивать, то минимальная нагрузка, вызывающая переход к вязкому течению, будет намного ниже первоначального значения предела прочности. Это объясняется необратимым характером разрушения многих связей структурного каркаса смазок, а также ориентацией анизодиаметричных частиц дисперсной фазы в зоне сдвига. Сдвиговое разупрочнение оказывает влияние на поведение смазок при применении, и его обязательно нужно учитывать при оценке их механических свойств. [c.272]

График зависимости напряжения сдвига от меры сдвига (графическое представление реологических уравнений) называется реологической линией (реологической кривой или реограммой). Иногда реологическую линию называют еще кривой консистентности. На рис. 1.1 приведены реологические линии для трех идеальных тел. Стрелки на линиях указьшают направление, в котором изменяется напряжение сдвига. Как видно из рис. 1.1, если для упругого и вязкого тел линия нагрузки совпадает с линией разгрузки, что свидетельствует о полной обратимости реологического поведения этих тел, то реологическая линия пластического тела имеет упругий участок лишь до предела текучести т , что свидетельствует об обратимости только этой части полной деформадии, а те деформации, что были накоплены в процессе течения, являются необратимыми (остаточные деформации), [c.6]

Нагревание анизотропных нефтяных коксов и изделий из них до температур вязкого течения 1500-1700 С вызывает з величе-ние размеров в случае электродов по их диаметру. При 1700-1900 С наблюдается резкий спад и далее вновь рост разбухания до 2300 С. Вторичное относительно необратимое и меньшее увеличение диаметра выдавленных изделий наблюдается при 2500 С. Оно особенно заметно при использовании ингибиторов разбухания [2-21]. В ряде работ это явление объясняется выделением при нагревании серы. [c.51]

Вернемся теперь к графическому изображению релаксационных состояний и релаксационных переходов, происходящих в пределах одного — жидкого — фазового состояния (рис. П. 2). Для этого воспользуемся рис. I.14, но дорисуем на плоскости д(х)—Г температурный спектр , эквивалентный (т). Напомним, что при подобном изображении релаксационного спектра система в зависимости от силы и энергии, связанных с воздействием, показываемым стрелкой действия, слева от стрелки действия даст неупругий, а справа — упругий отклик. Если спектр рис. II. 2 относится к одной какой-то полимерной системе (впрочем, приводимые соображения частично применимы даже при анализе сдвигового воздействия на кристаллы — см. [19]), то стрелке 1 будет соответствовать твердоподобное (вплоть до хрупкого) поведение, которое связано со стеклообразными свойствами, стрелке 2 — высокоэластическое, а стрелке 3 — вязкое поведение (т. е. необратимое течение). Опыты такого рода с неорганическими и органическими стеклами хорошо известны еще со времен работы Лазуркина и Александрова [39, с. 181]. [c.78]

Заметим, однако, что если в резинах, представляющих собой макросетчатые полимеры, эффекты высокоэластичности легко наблюдать практически в чистом виде, то в несшитых 1 аучуках они естественно сопровождаются необратимыми деформациями течения. Причину этого можно наглядно представить себе, вернувшись к рис. II. 2. Мы не раз уже подчеркивали зыбкость температурных переходов между разными релаксационными состояниями. Тем более зыбким должен быть переход между состояниями, соответствующими одному структурно-жидкому состоянию. Зыбкость обусловлена тем, что ни температурная граница, ни стрелка действия не отсекают полностью от релаксационного спектра ту его часть, которая ответственна за проявления вязкости. Вулканизация, однако, в определенной мере если не полностью отсекает, то значительно урезывает эту часть спектра. Поэтому на невулканизованных системах, способных переходить в полностью текучее состояние, с особой силой проявляется обратная связь —уже чисто термокинетической или релаксационной природы, не замечаемая на сшитых системах вязкое течение проявляется в чистом виде только при очень медленных воздействиях, а в обычных условиях опытов удается разными методами зарегистрировать существование флуктуационных сеток, значительно влияющих на возникновение высокоэластичности. [c.161]

Поскольку в настоящее время имеется ряд хороших монографий, посвященных проблемам реологии и, в частности, вязкости полимеров (см., например, [38, 49]), мы ограничимся лишь кругом вопросов, касающихся механизма вязкого течения в связи со структурными и релаксационными принципами, изложенными выше. В частности, уравнение (V. 2) уже дает определенную почву для раздумий на что конкретно расходуется механическая энергия Из вполне очевидного ответа — на разрушение структуры системы — следует немедленно второй вопрос о влиянии скорости воздействия (мерой которой служит градиент у, имеющий размерность обратную времени) на это разрушение и, соответственно, на диссипацию энергии и величину вязкости. При этом выясняется, что всем полимерным системам в вязкотекучем состоянии присуща так называемая аномалия вязкости [термин неудачный, ибо отклонение от формулы (V. 1), вызванное естественными и физически легко интерпретируемыми причинами, вряд ли следует считать аномалией], проявляющаяся в зависимости эффективной (т. е. измеряемой в стандартных условиях, при фиксированных Я и -у) вязкости от Р или от у. Эта аномалия связана как с разрушением структуры системы, так и с накоплением высокоэластических деформаций в дополнение к пластическим (необратимым). Эти деформации и разрушение претерпевает суперсетка, узлы которой образованы микроблоками или, в меньшей мере, перехлестами единичных цепей. При переходе от расплава к разбавленному раствору относительный вклад последних в структуру сетки возрастает, точнее, выравниваются времена их жизни и времена жизни флуктуационных микроблоков. [c.163]

На рис. 1.15 приведены три типа термомеханических кривых. Кривые получены при нагревании с заданной скоростью нагруженного образца полимера. Действующая нагрузка должна быть неизменной (напряжение а = сопз1) и малой по значению, чтобы механические воздействия на полимер не приводили к изменению его структуры. Обычно термомеханические кривые получают при деформации одноосного сжатия, растяжения или сдвига. При низких температурах все полимеры деформируются так же, как и твердые тела. Если полимер не кристаллизуется, то деформация с температурой изменяется по кривой типа 1. Выше температуры стеклования Тс проявляется высокоэластическая деформация (плато высокоэластичности), а затем выше температуры текучести Гт реализуется вязкое течение с накоплением необратимой деформации. Кривая 1 свидетельствует о том, что полимер может находиться в трех физических состояниях стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Каждому состоянию соответствует свой тип деформации. [c.32]