Proprietățile reologice ale materialelor (elasticitatea, ductilitatea și viscozitatea) sunt descrise de natura dependenței stresului de deformare. Prin deformare se înțelege o schimbare a formei și a volumului corpului, fără a fi afectată continuitatea acestuia. Curentul este procesul de creștere continuă a tensiunii în timp, fără a crește sarcina. Deformările sunt reversibile (dispărând după îndepărtarea încărcăturii) și ireversibile (reziduale sau din material plastic).
Deformările elastice și elastice sunt reversibile. Natura lor este diferită. Deformările elastice sunt cauzate de o schimbare a distanței dintre atomi, iar deformările elastice se datorează unei modificări în conformarea macromoleculelor din polimeri (a se vedea subsecțiunea 14.4). Deformările reziduale din corpurile cristaline apar ca urmare a alunecărilor de dislocări datorate unei alunecări succesive a atomilor de la locul lor la cel învecinat. Aceasta duce la o deplasare ireversibilă a unor părți ale cristalului în raport cu alte părți.
Orice deformare, indiferent dacă apare în timpul întinderii, comprimării, îndoirii sau torsiunii, poate fi descompusă în două componente: schimbarea volumului și schimbarea formei. Cu compresie uniformă sau întindere uniformă, toate materialele se comportă identic - ca și corpurile elastice. În consecință, natura deformării volumului corpului este nesemnificativă. Modificarea formei, în funcție de sarcină, este determinată de trei proprietăți fundamentale inerente tuturor materialelor, fără excepție: elasticitatea, plasticitatea și viscozitatea.
Fiecare dintre aceste proprietăți descrie separat legea comportamentului unui corp ideal, echivalentul căruia poate servi drept model mecanic.
Deformarea formând - o forfecare de deformare y, Koto-paradis este deplasarea relativă a două puncte ale elementului de-a lungul axei x și distanța de-a lungul axei y între acestea: y = X / Y = tg (3 (figura 2.9 a) ..
Legea elasticității lui Hooke. legea Hooke de elasticitate - este legea Directă-mea proporționalitate între stres și tulpina, ceea ce este caracteristic pentru un corp perfect elastic, care este un arc elicoidal model de etsya:% = Gy; (Figura 2.9, b, c.) G = tga, unde G este modulul de forfecare al elasticității, egal cu tangenta pantei graficului dependenței m = f (y). Modulul de elasticitate depinde numai de proprietățile materialului și este una dintre căpușa caracteristică.
Legea plasticității Sf. Venant-Kulon. Deformarea unui corp de plastic ideal este absentă (y = 0) la tensiuni de forfecare mai mici decât punctul de randament (t <тт). При достижении предела теку-чести (т = тт) возникает течение материала с той или иной скоро-стью у ft, где / — время. Скорость деформации у/ / реальных тел при т = const зависит от их вязкости. Моделью идеально пластич-
Fig. 2.9. Deformarea forfecată (a), modelul ideal al corpului elastic al lui Hooke (6) și dependența de stres a lui Hook de deformarea forfecării (c)
Acesta este elementul de frecare (figura 2.10, a). Atâta timp cât forța care schimbă obiectul nu depășește forța de frecare Tm, mișcarea nu are loc (figura 2.10, b). Rezistența la curgere este o caracteristică a plasticității materialului.
Legea viscozității lui Newton. Să ne imaginăm un lichid într-un spațiu de grosime Y între două plăci cu suprafață egală A (figura 2.11, a). Să presupunem că placa superioară sub acțiunea forței se deplasează în direcția axei x la o viteză u. Ca rezultat al frecarii, placa strange un lichid care curge laminar (straturi in strat), straturile lichidului se misca cu viteze diferite u (y), in functie de coordonata y. Între straturi există forțe de frecare, care sunt mai mari, cu cât vitezele straturilor sunt diferențiate. Această diferență de viteză este caracterizată de raportul și / Y.
Conform legii lui Newton, în cazul unui ideal (Newtonian) tensiune de forfecare a fluidului între straturi (sau egală cu tensiunea t compensate - F / A) este direct proporțională cu și / Y m = w / Y. Deoarece și - X / t, apoi: și / Y = X / t / Y = y / T. Astfel, forța de forfecare este direct proporțională cu viteza de forfecare prin forfecare: m = zu / t.
Coeficientul de proporționalitate r se numește coeficientul dinamic, viscozitatea. Depinde doar de proprietățile lichidului și de temperatura acestuia. Din legea lui Newton rezultă că unitatea de măsură a lui m | în sistemul SI este Pascal-secundă (Pa • s). În sistemul CGS, a fost luată ca o unitate de vâscozitate o poise (P) (1 Pa • s = 10 P). Viscozitatea apei la 20,5 ° C este de 1 cP (1 cP = 0,01 P). Pentru aer, p = 0,02 cP.
Deformarea unui fluid Newtonian la m = const este direct proporțională cu timpul și nu este limitată în timp: y = (x / p) t.
Reciproca vâscozității (1 / p) în cazul lichidelor se numește fluiditate, iar în cazul structurilor de coagulare înalt concentrate, mobilitatea.
Modelul unui corp ideal vâscos este un dispozitiv constând dintr-un cilindru cu un lichid vâscos și un piston cu găuri în partea inferioară (figura 2.1 1, b). Pe măsură ce pistonul se deplasează, fluidul trece prin orificiile de la o parte a cilindrului la celălalt. Cu cât este mai mică vâscozitatea fluidului, cu atât acesta curge mai rapid și cu cât mai repede se deplasează pistonul cu această forță. Programul pentru
Dependența ratei de tensiune asupra efortului aplicat (Figura 2.11, c) este o linie dreaptă a cărei cantangentă a pantei este egală cu coeficientul de vâscozitate: = ctga; aici m | = const.
Proprietățile reologice ale structurilor reale. Constanța este caracteristică doar lichidelor ideale (newtoniene). Pentru substanțele reale depinde de tensiunea sau viteza de forfecare (Figura 2.11, d, d). Printre cele mai multe structuri de materiale de construcții co-agulyatsionnyh caracterizate prin curba 6. O proprietate specifică a acestor structuri este Tixotropia - structura capacității după fractură prin amestecarea în mod arbitrar de auto-recupera. De exemplu, aluatul de ciment își reduce vâscozitatea (diluată) cu agitare, iar aluatul lăsat în repaus se întoarce la starea inițială. Capacitatea structurilor de coagulare de a se autorepara vă permite să amestecați, să așezați și să compactați amestecuri de clădiri fără a pierde rezistența finală a materialelor.
Modelarea proprietăților reologice ale corpurilor reale poate fi realizată utilizând diferite combinații ale modelelor ideale considerate. La conectarea elementelor (G- V-N) tensiune comună egală cu alura tensiunii în fiecare dintre ele: m = n = tv = xN, iar deformarea și viteza de modele de deformare sunt formate din valorile corespunzătoare pentru elementele: Y = Yc + lv + în“, y / t = (y / t) G + (y / 1) v + (y / 1) N. în elementele de legătură paralele (C || || K D /) t = Tc + Th + TW y = Vc = Vk = Vgz,
y / 1 = (y / t) G = (y / t) v = (y / t) N.