Ньютоновские материалы

Для оценки реологических свойств материалов необходимо располагать кривыми течения, полученными в широких пределах изменения скорости деформации исследуемого материала. Это достигается за счет установки ступенчатых и бесступенчатых коробок передач между измерительной поверхностью ротационного прибора и электродвигателем. Ступенчатые механические коробки передач (иначе называемые шестеренчатыми редукторами) позволяют получать (по числу передач) несколько значений скоростей деформаций, но они громоздки и имеют низкий коэффициент полезного действия. Их целесообразно применять в приборах для исследования ньютоновских материалов. Более предпочтительными являются бесступенчатые коробки передач, которые могут быть механического (фрикционного) и гидравлического типа. Бесступенчатые механические коробки передач (иногда называемые вариаторами) занимают небольшой объем и позволяют непрерывно изменять скорость вращения измерительной поверхности в широких пределах. [c.57]

На основании формулы (34) текучесть для ньютоновских материалов ф определяется из уравнения [c.146]

Прибор тарируется по ньютоновским материалам известной вязкости. [c.190]

Требование инвариантности размерности приводит при помощи анализа размерностей к определенным правилам выбора масштабов для множества инженерных задач. К сожалению, это справедливо лишь в случаях, когда используются линеаризованные формы определяющих предположений. При нелинейных формах реологических связей (такова ситуация в гидромеханике неньютоновских жидкостей) правила выбора масштабов могут быть установлены только в том случае, если как в модели, так и в ее прототипе используется один и тот же материал. Действительно, асимптотическая справедливость линейной (т. е. ньютоновской) теории демонстрируется главным образом успешным использованием правил выбора масштаба в применении к различным материалам, а не прямым экспериментальным подтверждением основных предположений [4]. [c.60]

СОСТОЯНИЯ ). Следовательно, до тех пор пока желательно сохранять определенную степень общности, нужно ограничиться предположением, что имеем дело с классом материалов, характеризуемых одним и тем же безразмерным функционалом . Далее такие материалы будем называть гомологичными. Оставшаяся часть раздела ограничена анализом, применимым по отдельности к каждому из классов гомологичных материалов (разумеется, все ньютоновские жидкости гомологичны). [c.266]

Здесь подразумевается, что длина отрезков и ход времени не зависят от состояния движения и, следовательно, одинаковы в обеих системах отсчета. Предположение об абсолютности пространства и времени лежит в самой основе представлений ньютоновской механики, представлений, основанных на обширном экспериментальном материале, относящемся к изучению движений со скоростями, значительно меньшими скорости света. [c.37]

Вязко-пластичные жидкости представляют собой нечто среднее между жидкими и твердыми телами и известным образом совмещают в себе свойства как вязкой ньютоновской жидкости, так и твердого пластичного тела. К их числу, например, относятся различного рода суспензии и коллоидальные растворы, состоящие из двух фаз — твердой и жидкой, глинистые и цементные растворы, парафинистые нефти, битумные изоляционные материалы. [c.288]

Описанные выше методы оценки применимы для ньютоновских и неньютоновских жидкостей. Методы оценки неньютоновских жидкостей разработаны в основном изготовителями красок, консистентных смазок и других материалов этого типа почти все эти методы основаны на измерении крутящего момента. Следует учитывать, что жидкости для гидравлических систем [c.92]

Сравнить расположение зоны запаса для данной резиновой смеси с материалом, имеющим ньютоновскую вязкость (т = 1). Определить также среднюю продолжительность цикла деформационного воздействия на элементарные объемы материала, многократно поступающего в зазор между валками. [c.145]

Установка для нетепловой обработки ньютоновских жидкостей и сып /чих материалов [c.331]

Измерение напряжения обычно производится согласно схеме, представленной на рис. 21. В этом случае центральная часть рабочего зазора заполняется ньютоновской жидкостью, а периферийная часть — исследуемым материалом. Напряжение действующее в радиальном направлении, вызывает подъем ньютоновской жидкости в пьезометрических трубках, что и служит мерой этого напряжения в зоне контакта исследуемого материала с ньютоновской жидкостью. [c.54]

Условие линейности для вязко-упругих сред удовлетворяется в той области напряжений сдвига, где они ведут себя как ньютоновские жидкости, т. е. при малых значениях напряжений сдвига. При низких напряжениях сдвига условие линейности может удовлетворяться н для упруго-пластично-вязких материалов. Исследования при низких напряжениях сдвига предъявляют особенно высокие требования к чувствительности метода регистрации изменения напряжения. [c.109]

Ротационный вискозиметр Ю. Павловского [50]. Прибор выпускается фирмой АГФА в Мюнхене. Измерения производятся по методу задания скоростей деформаций. Он пригоден для измерения вязкости как ньютоновских жидкостей, так и неньютоновских материалов. Допускает изучение переходных быстропротекающих процессов, в том числе релаксации напряжения при постоянной деформации. [c.175]

Этот результат не является общим и утрачивает силу для материалов, отличных от ньютоновских жидкостей. [c.370]

Изучим теперь материалы, такие, как битум, которые обнаруживают вязкое течение, и потому являются жидкостями. Однако, хотя они и текут, эти материалы не являются ньютоновскими жидкостями. Помимо вязкости, они обнаруживают упругость. [c.150]

Массовые силы следует рассматривать как заданные внешние силы поверхностные же силы зависят от скорости, с которой жидкость деформируется в рассматриваемом поле скоростей. Совокупность сил определяет напряженное состояние тела. Для дальнейшего нам необходимо знать связь между напряженным состоянием и скоростью деформации тела. Эта связь может быть установлена всегда только эмпирически. Мы ограничимся рассмотрением только изотропной ньютоновской жидкости, для которой можно принять, что указанная связь линейная. Все газы, а также многие жидкости рассматриваемые в теории пограничного слоя (в частности — вода), принадлежат к этому классу. Жидкость называется изотропной, если связь между составляющими напряженного состояния и составляющими скорости деформации одинакова во всех Направлениях. Жидкость называют ньютоновской, если для нее указанная связь линейна и жидкость подчиняется закону трения Стокса. В случае изотропного упругого твердого тела эксперимент показывает, что напряженное состояние зависит от величины самой деформации. Большая часть инженерных материалов подчиняется линейному закону Гука, который в известной мере аналогичен закону трения Стокса. А именно, в то время как связь между напряженным и деформированным состояниями в изотропном упругом теле содержит в себе две постоянные, характеризующие свойства рассматриваемого материала (например, модуль упругости и коэффициент Пуассона), связь между напряженным состоянием и скоростью деформации в изотропной ньютоновской жидкости содержит только одну-единственную постоянную (коэффициент вязкости р.), правда, до тех только пор, пока внутри жидкости не возникают явления релаксации, о чем будет сказано в 5 настоящей главы, [c.56]

При температурах выше перехода от каучукоподобного состояния к вязкотекучему (кривая 1) материал подчиняется законам течения ньютоновской жидкости, напряжение пропорционально скорости деформации. При температуре несколько ниже Г,ек (кривая 2) в материале развиваются большие обратимые упругие деформации, и эта особенность сохраняется вплоть до темпера-44 [c.44]

Шприцевание материалов при уравнении их состояния, характерном для ньютоновских и неньютоновских жидкостей, подробно описано в монографиях [32, 39, 107, 225]. [c.88]

В. П. Павловым подробно исследованы тепловые эффекты при течении и остановке аномально-вязких жидкостей. Установлено, что в потоке высокоструктурированных систем тепловыделение значительно ниже теоретически ожидаемого и наблюдаемого тепловыделения при течении ньютоновских материалов, имеющих ту же вязкость. С другой стороны, при остановке потока в ротационном вискозиметре температура материала возрастает вследствие протекания процесса структурообразования. Отсюда следует, что из полной энергии, затрачиваемой на создание потока аномально-вязких тел, только часть ее трансформируется в тепло, а другая часть расходуется на изменение структуры материала. [c.24]

Вискозиметр X. Эйзенберга [30]. Измерения на приборе производятся методом Й — onst. Он предназначен для измерения вязкости ньютоновских материалов. Важнейшие размеры Rh 1,0 Re 0,85 Lg= 3,0 см. [c.180]

Ньютоновское реологическое уравнение состояния получается как частный случай при = 1. Жидкости с псевдопластическим поведением соответствует п < 1, а с дилатантным поведением соответствует га > 1. Хотя уравнение (2-4.4) часто довольно точно описывает кривую вискозиметрической вязкости для реальных материалов в диапазоне изменения S от одного до нескольких порядков, оно неприменимо для предсказания верхнего и нижнего пределов вязкости. В частности, для псевдопластических жидкостей (п < 1) уравнение (2-4.4) предсказывает бесконечно большую вязкость в предельном случае исчезающе малых скоростей сдвига. Несмотря на эту трудность, расчеты течений, основанные на уравнении (2-4.4), успешно применялись в инженерном анализе различных задач теории ламинарных течений. В книге Скелланда [9] приведен обзор расчетов такого типа. [c.68]

Реометрией называют экспериментальное определение реологического поведения материалов. Хотя в случае ньютоновских жидкостей реометрия ограничивается серией весьма простых экспериментов, эти эксперименты становятся чрезвычайно трудными для неньютоновских жидкостей и особенно для жидкостей, обладающих памятью. [c.167]

Подходящей иллюстрацией этого является приведенный Олд-ройдом пример ньютоновской жидкости, поскольку ньютоновские жидкости (а также любой другой материал, для которого свободная энергия явно зависит от мгновенного значения скорости изменения независимых переменных) не удовлетворяют гипотезам гладкости теории простых жидкостей (разд. 4-4). Поэтому можно только догадываться, существуют ли реальные материалы, которые под действием напряжений с идеально разрывной предысторией ведут себя так же, как идеальные ньютоновские жидкости. Можно думать также (и мы склоняемся к этой мысли), что любой реальный материал, ведущий себя так же, как идеальная ньютоновская жидкость, представляет собой просто материал с очень коротким естественным временем, который проявляет отклонения от ньюто- [c.243]

В настоящее время хорощо известно, что материалы, претерпевающие фазовое превращение полиморфного или эвтектоидного типа при термо-циклировании в процессе деформации, также показывают при определенных условиях линейно-вязкое (ньютоновское) течение т = 1,0). Анализ реологического поведения подщипниковой стали ШХ15 (Fe—1%С—1,5%Сг), которая проявляет ФПСП в процессе а у-превра-щения, позволил установить, что показатель скоростного упрочнения т изменяется в процессе фазового превращения приблизительно пропорционально скорости фазового превращения [37] (рис. 5.37). Материал начинает деформироваться как не сверхпластичный т 0,2), затем, в середине фазового превращения, он показывает линейно-вязкое течение (/и = 1,0) и, наконец, когда фазовое превращение заканчивается, он воз- [c.422]

Если при построении кривых течения масштабы логарифмических шкал D и т одинаковы, то ньютоновским режимам течения отвечают прямые с угловыми коэффициентами, равными единице. Удобство изображения результатов опытов в координатах Ig D и Ig т определяется тем, что на этих графиках может быть, кроме того, представлена зависимость т (7) так, как это показано пунктирной кривой на рис. 55, в. При этом верхняя часть кривой т,1 (7) изображена предположительно, поскольку в литературе для этого нет данных. Область, заключенная между пунктирной и сплошной кривыми, описывает переходные режимы деформирования, при которых совершается изменение структуры в материале при постоянной скорости деформации или при постоянном напряжении сдвига (показано стрелками). Рассматриваемые здесь переходные режимы в методе Q = onst соответствуют нисходящим ветвям кривых т (7), в методе М = onst — участкам S-образных кривых 7 (/) от точки перегиба до выхода на установившийся режим течения. [c.119]

Очень важной характеристикой вязкостных свойств материалов является энергия активации (Е) вязкого течения, которая определяется, как обычно, из уравнения Аррениуса по угловому коэффициенту прямой, описывающей зависимость Ig т] от 1/Т, где Т — абсолютная температура. При исследовании аномальновязких систем встает вопрос об определении энергии активации с учетом зависимости вязкости от D и т. Очевидно, зависимость Ig Л = /(1 /Л можно получить при различных постоянных значениях D и т, что определяет величины и Е . В работе [361 было качественно показано, что энергия активации должна более сильно зависеть от D, чем от т. В дальнейшем к этому вопросу неоднократно возвращались в связи с измерениями вязкости в полимерных системах. Для полимеров в текучем состоянии, которые описываются температурно-инвариантной функцией 0 величины Е . = т->о = onst, тогда как Е с повышением D может уменьшаться в несколько раз по сравнению со значением Е, определяемым для режима ньютоновского течения с наибольшей вязкостью. [c.122]

Переход от нижнего ньютоновского режима течения к неньютоновскому связан со следующими изменениями характера процесса деформирования. В первом случае скорость самопроизвольной перестройки структуры в материале под действием теплового движения выше скорости принудительного разрушения структуры под действием его деформирования. Поэтому можно принять, что на режиме ньютоновского течения структура материала не изменяется . Переход к неньютоновскому течению означает, что на свойства материала начинает влиять принудительное разрушение его структуры. Это изменение режимов деформирования материалов А. А. Трапезников и В. А. Федотова [31 ] связали с переходом от монотонных кривых т (/), получаемых в методе й = onst, к кривым с максимумом. Таким образом, для неньютоновских жидкостей впервые был поставлен вопрос о связи между характером режимов установившегося течения и видом зависимости т (i). Выше указывалось, что в методе Q = onst у зависимостей т (t) экстремум появляется при достижении критической скорости деформации. Этой скорости соответствует нижнее — наи-низшее значение предела прочности т , которое в работе [31] было названо пределом текучести т, . [c.123]

Ротационный вискозиметр Реотест RV . Прибор предназначен для измерений вязкости ньютоновских жидкостей и неньютоновских материалов выпускается Прюфгеретеверке (Мединген, ГДР). Наружный цилиндр неподвижен. Внутренний цилиндр приводится во вращение от электродвигателя со скоростью от 0,3 до 240 об1мин. [c.191]

Вискозиметр А. Веспа [58]. Прибор работает по методу Й = onst. Он предназначен для измерения вязкости как ньютоновских жидкостей, так и неньютоновских материалов. Во вращение приводится наружный цилиндр. Колоколообразный цилиндр, увлекаемый деформируемым материалом, соединен с фотоэлектрическим измерителем моментов, который связан с устройством, возвращающим этот цилиндр в исходное положение. Пределы измерения вязкости от до 10 н-сек-м . [c.199]

Величины у и определяются выбором векторного базиса, тогда как реологическое поведение от него не зависит. Следовательно, необходимо гарантировать независимость соотношений между у з и я -i от выбора векторного базиса. Это требование налагает действительное ограничение на возможные формы реологических уравнений состояния (ср. Упрал нения к главе 4, задача № 5). Общая методика непосредственного установления возможных уравнений излагается в главе 8 и обосновывается в главе 12 с помощью приемов, описание которых выходит из рамки этой книги. В главах 4—6 эта же цель достигается другим путем мы используем некоторые элементарные методы, автоматически приводящие к возможным уравнениям для ряда частных идеализированных материалов таких, как каучукоподобные тела, рассматривающиеся в данной главе, ньютоновская вязкая жидкость (глава 5) и эластичная жидкость особого типа (глава 6). [c.96]

Для изучения задач реологии математическими методами признано необходимым создавать концепции идеальных тел, с точно определенными (реологическими) свойствами. Этот способ облегчается построением, пусть даже только в воображении, моделей, состоящих из различных комбинаций механических элементов, в которых иод действием соответствующих сил возникают перемещения определенных видов, подобных тем, какими обладают материалы, поведение которых желательно описать. Для ньютоновской жидкости соответствующая механическая модель состоит из цилиндра, на-полненного очень вязким маслом, в котором может двигаться неплотно пригнанный поршень, — в целом устройство образует род амортизатора. Будем отмечать эту модель символом N (Newton). Модель показана схематически на рис. II. 14. [c.52]

Это показывает, что такой материал может только в первом приближении рассматриваться как сен-венаново тело. В о втором приближении он должен обладать еще вязкостью. После того как это обнаружено, приходим к бингамову телу. Бингам и Грин (Green, 1919 г.) в действительности обнаружили эту комбинацию пластичности и вязкости у другого материала, а именно у масляной краски. До Бингама думали, что масляная краска является жидкостью и ее вязкость определяется по закону Пуазейля. Одпако эта величина является только кажущейся вязкостью (г) ), так будем всегда называть величину, о п р е-деляемую по закону Пуазейля или подобному ему 3 а к о II у. в применении к материалу, не являющемуся простой ньютоновской жидкостью. Через достаточное время жидкость, находящаяся на вертикальной поверхности, должна стечь вниз. Если материал остается па поверхности, он должен быть твердым телом, хотя бы даже и очень мягким. Таким материалом и является в действительности краска Если слой краски является настолько тонким, что его вес создает касательные напряжения, меньшие От, то течение не возникает, и поэтому краска не стекает вниз. Этот слой устанавливается автоматически лишнее стекает, оставшееся покоится. [c.136]

Динамическая теория прочности, применение которой было проиллюстрировано предшествующими примерами, впервые была установлена Рейнером и Вейсенбергом (1939 г.). Она утверждает, что материал разрушится, когда работа упругих дефор ма-ц и й, которая является обратимой частью работы напр я-ж е и и й, достигает определенного предела. Следует иметь в видл различие между работой напряжений и работой упругих деформа ций. Первая есть вся работа, совершенная напряжениями. Эта ра бота в обш,ем случае будет частично обратимой, как энергия упруги деформаций, а частично необратимой. Обратимая часть есть работ упругих деформаций, и она равна работе напряжений минус энерги диссипации. Здесь говорится, конечно, об удельной работе, т. i работе на единицу объема материала. В соответствии с различны новедением материалов при изменении объема и при изменении форм будут различными прочности при объемном расширении и н] сдвиге. Вода и любая ньютоновская жидкость будут иметь практ чески неограниченную прочность при всестороннем давлении и зп чительную прочность при всестороннем растяжении. Если следова первой аксиоме, то вся объемная работа напряжений есть рабо упругих деформаций. При сдвиге это не так. Здесь имеются два hj дельных случая гуково тело, для которого также вся работа напр жений есть обратимая работа упругих деформаций, и ньютоновск. жидкость, для которой вся работа напряжений диссипирует и я ляется необратимой. Во всяком реальном материале будут оба ви, работы, консервативная и диссипативная, и поэтому примени] только динамическая теория прочности, объясненная выше. [c.236]

В нредшествуюп] их главах материалы рассматривались с точки зрения макрореологии. Даже когда в М- и йГ-моделях if-элемент появляется благодаря твердой, а 7У-элемепт — благодаря жидкой фазе дисперсной системы, система рассматривалась как не отличаю-Н1,аяся от однофазного материала, обнаруживающего вязкое затухание или релаксацию напряжений. Эти М- и Г-тела принадлежат ко второму поколению реологического древа. Однако дисперсные системы могут принадлежать и к простым телам первого поколения. Таковыми является дисперсия жестких сфер в ньютоновской жидкости, рассматривавшаяся Эйнштейном (1905 г.) в его докторской диссертации, и дисперсия жестких сфер в гуковом теле, рассматривавшаяся моим ассистентом Хашином (Has hin, 1955 г.) в его диссертации. [c.242]

Несмотря на все ограничения, ONDU T может быть использована для решения широкого круга задач теплопроводности, полностью развитого течения в канале, диффузии, фильтрации жидкости через пористую среду и др. Такие свойства, как теплопроводность или вязкость могут быть непостоянными они могут зависеть от координат (как в составных материалах) и от температуры или других факторов. Течение в канале может быть ламинарным или турбулентным, ньютоновским или неньютоновским. В задачах теплопроводности может иметь место внутренняя генерация тепла, мощность которой также может зависеть от координат и/или температуры. Для всех задач может быть реализовано большое разнообразие граничных условий. Полностью освоив возможности и ограничения программы. можно разработать большое число разнообразных интересных прило/1 ениГ . [c.22]

В этом разделе изучается влияние свойств тонкого поверхностного слоя на характеристики контактного взаимодействия при качении упругих тел, разделённых жидким смазочным материалом. Давление, возникающее в слое жидкости при относительном движении поверхностей, и толщина плёнки смазки в этом случае зависят от геометрии контакта и вязких свойств жидкости (гидродинамическая смазка), а также от упругих свойств взаимодействующих тел (эластогидродинамическая смазка). Теории гидродинамической и эластогидродинамической смазки изложены в монографиях [22, 60, 81, 162, 185]. Эти теории, базирующиеся на ньютоновской модели жидкости, удовлетворительно предсказывают толщину плёнки смазки в зазоре между телами. Однако при высоких давлениях и низких скоростях относительного проскальзывания наблюдается различие в предсказываемых теорией величинах силы трения и диссипации с наблюдаемыми в экспериментах. Для получения более достоверных результатов рассматривались модели, учитывающие эффект изменения вязкости от температуры и неньютоновское поведение жидкости при высоких давлениях (см. [190, 230]). [c.284]

Харпер и Дорн [157] обнаружили, что в опытах по ползучести при растяжении в области высоких температур (647°С = 0,99Гт) поликристаллы алюминия при очень низких напряжениях ведут себя как ньютоновская вязкая жидкость параметр Зинера — Холломона изменяется с напряжением линейно (рис. 4.12) при напряжениях, меньших 13 фунт-сила/дюйм (0,09 МП а 3,3 X X 10 а). Хотя такое поведение обычно связывают с диффузионной ползучестью Набарро— Херринга (см. гл. 7), Харпер и Дорн показали, что их данные свидетельствуют против такой связи. Например, после падения напряжения они наблюдали неустано-вившуюся ползучесть и возврат, т. е. явления, не характерные для ползучести Набарро — Херринга. Кроме того, наблюдаемые скорости ползучести были на три порядка больше рассчитанных для ползучеспг Набарро— Херринга и, наконец, результаты эксперимента для монокристалла получились такими же, как и для поликристаллов, в то время как диффузионная ползучесть проявляется только в мелкозернистых материалах (гл. 7). [c.132]

Ползучесть Харпера — Дорна обнаружена также и в неметаллических материалах. В работах [71, 88] описано исследование поведения извести СаО при Г=1473К. Для поликристаллов, гак же как и для монокристаллов, были обнаружены два режима ползучести при низких напряжениях с п= и высоких напряжениях с п = Ь (рис. 4.13). В монокристаллах ньютоновская [c.133]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...