什么是粘弹性(Viscoelasticity)?

粘弹性是一门试图解释材料的弹性和粘性行为的学科。弹性变形可以从橡胶带的行为中看出,尽管金属和其他材料的行为方式基本相似。粘度是指流体抵抗形状快速变化的能力,例如蜂蜜,它是非常粘的,因为它容易变形。所有材料在改...
粘弹性是一门试图解释材料的弹性和粘性行为的学科。弹性变形可以从橡胶带的行为中看出,尽管金属和其他材料的行为方式基本相似。粘度是指流体抵抗形状快速变化的能力,例如蜂蜜,它是非常粘的,因为它容易变形。所有材料在改变形状时都会表现出一些弹性和粘性效应。通过观察蜂蜜的运动可以理解粘弹性粘弹性基本上是物质中分子的重新排列。对于金属的小变形,粘弹性效应通常可以忽略。高温金属、木材、塑料,而生物组织通常表现出不可忽视的显著粘弹性特性。物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦发明了一种描述粘弹性的模型除了橡皮筋外,弹簧也表现出弹性行为。弹簧压缩得越远,把它保持在那里所需要的力就越大。如果把压缩量加倍就需要两倍的力,弹簧就被称为线性弹簧。虽然肉眼可能看不到它,但金属在受到力时会线性压缩或拉伸当所有的力都被移除时,弹性材料会很快恢复到原来的尺寸。纯粘性的行为可以从蜂蜜对重力压力的反应中理解。蜂蜜可以从罐子里倒出来,但是它的移动非常缓慢结果是由于分子间的内应力随着分子间相对速度的增加而增大,分子运动越快,对运动的阻力越大,粘性材料对变形的响应随时间变化苏格兰物理学家和数学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)提出了一个描述粘弹性现象的模型,它使用弹簧来产生弹性效应,并使用一个缓冲器,或根据其速度来抵抗运动的装置,对于粘性效应。汽车的悬挂系统使用与缓冲器相同的冲击过程。系统中的大变形由弹簧抵抗,而变形的快速变化则由缓冲器抵抗。粘弹性通常也用电路来模拟粘弹性的其他部分是蠕变和应力松弛的影响。蠕变是指材料在长时间受到力的作用下会缓慢下垂或变形。工程师在设计建筑物时必须考虑蠕变,因为蠕变会引起材料的变形减弱到断裂的程度。一种相关的效应,应力松弛现象,是指保持在特定形状的材料的内应力降低。
  • 发表于 2020-08-23 23:25
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  • 分类:科学教育

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