Релогия

Реология (от грц. rheos –
течение, поток, и Logos –
наука).

Реологията е наука за деформацията и течението на телата под действието на външни сили. До средата на XIX в. са известни само два типа механично поведение на телата — еластично и вискозно. През 1835 г. немският учен В. Вебер (1804—1891) пръв забелязва, че копринените нишки при разтягане „пълзят“ — деформацията расте в продължение на времето при постоянна сила на опън, т. е. копринената нишка не е чисто еластичен материал, а се проявява и като течност. Следователно тя е вискозно-еластично тяло. Освен пълзенето характерна за такива тела е и релаксацията на напреженията — т. е. намаляване на напрежението, необходимо за поддържане на фиксирана деформация. Почти едновременно с Вебер френският инженер А. Треска (1814—1885) заедно с М. Леви (1838—1910) и Б. Сен-Венан (1797—1886) въвеждат нов тип механично поведение на телата — пластичното.

Типична крива на пълзене
Типична крива на пълзене (увеличаване на деформацията при постоянна сила на опън).
Типична крива на релаксация
Типична крива на релаксация (намаляване с времето на силата, необходима за поддържане на фиксирано удължение на образец).

Еластичното, вискозното и пластичното поведение на телата са трите основни типа механично (или още реологично) поведение на телата. Всяко реално тяло има сложно реологично поведение, което е комбинация на трите основни реологични типа. Ако един от тези три типа е ярко изразен за сметка на останалите два, казва се, че съответно тялото е еластично, вискозно или пластично. Ако две от тези три свойства преобладават, казва се, че тялото е съответно вискозно-еластично (такива са повечето от полимерите), еласто-пластично (напр. металите при стайна температура) или вискозно-пластично (напр. маслените бои). Ако и трите основни типа поведение са налице, казва се, че тялото е еласто-вискозно-пластично (напр. металите при повишени температури).

основните типове реологично поведение
Схематично изобразяване на основните типове реологично поведение с помощта на най-прости механични модели.

Еластичното поведение на телата се наблюдава схематично с пружина (тяло на Хук), вискозното — чрез бутало, което се движи във вискозна течност (тяло на Нютон), пластично — чрез елемент със сухо триене, т. е. с две триещи се пластини (тяло на Сен-Венан). Комбинирането на тези три елемента позволява да се моделира адекватно реологичното поведение на най-разнообразни тела.

триелементен модел
Триелементен модел, много удобен при качествения анализ на реологичното поведение на полимерни материали
Реологичен модел на маслената боя
Реологичен модел на маслената боя (тяло на Бингам).

Терминът реология е въведен от американския учен Ю. Бингам през 1919 г., когато той съвместно с Грийн изследва реологията на маслените бои. Първоначално в реологията се разглеждат течението на колоидни разтвори и изобщо на ненютонови течности (за тях вискозитетът зависи от приложеното напрежение), поведението на които е моделирано с помощта на механични модели. Днес реологията е значително по-обхватна наука, която включва две основни направления — макро и микрореологията. Макрореологията не се интересува от механизма на деформация и течение, единствената цел е моделирането на реологичното поведение, което се извършва с широко привличане на методите и съотношенията на механиката на непрекъснатите среди. В този смисъл макрореологията може да се разглежда като дял от механиката на непрекъснатите среди. Микрореологията се стреми да предскаже реологичното поведение на телата в зависимост от тяхната структура — напр. от реологията на съставките им и др. Мощен тласък за бързото развитие на реологията в последните десетилетия са проблемите, свързани със синтеза на нови, преди всичко композитни материали. Създаването на тези материали се оказва „интелектуално предизвикателство“ за учените, тъй като е необходимо реалистично механо-математично описание и моделиране на реологичните свойства на тези материали. Реологията намира голямо приложение в техниката при проектирането и обезопасяването на конструкции от най-разнообразни материали — напр. метали, които работят при повишени температури, полимерни системи, почви и скални масиви, бетон, хранителни продукти и др.

Вж. Механика на непрекъснатите среди и Теория на пластичността.

Няма коментари - Остави коментар

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

*

Можете да използвате тези HTML тагове и атрибути: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>