剪率
剪率(Shear rate)也稱為剪切速率,是指施加材料上剪應變的變化,其單位是1/s。 簡單剪切 拖曳流动 若流體在二片平行板中流動,一片平行板靜止,另一片則以等速,沿著和板子平行的方向移動(拖曳流动),其剪率為: :\dot\gamma = \frac{v}{h}, 其中: \dot\gamma為剪率,單位為1/s。 v是板子的速率,單位為m/s。 h是兩平行板之間的距離,單位為m。 或是: : \dot\gamma_{ij} = …
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剪率(Shear rate)也稱為剪切速率,是指施加材料上剪應變的變化,其單位是1/s。 簡單剪切 拖曳流动 若流體在二片平行板中流動,一片平行板靜止,另一片則以等速,沿著和板子平行的方向移動(拖曳流动),其剪率為: :\dot\gamma = \frac{v}{h}, 其中: \dot\gamma為剪率,單位為1/s。 v是板子的速率,單位為m/s。 h是兩平行板之間的距離,單位為m。 或是: : \dot\gamma_{ij} = …
非牛頓流體(Non-Newtonian fluid)是一種流體力學的概念,與牛頓流體相對,它的应力与速度梯度的关系不服从牛顿黏性定律,也就是說其剪應力與剪應變呈非線性關係。常见的非牛顿流体包括:高分子聚合物溶液、聚合物熔融体(熔融狀態的-{zh-hans:塑料; zh-tw:塑膠}-)、血液。 对于非牛顿流體来说,作用於液體微元上的摩擦力除與-{zh-hans:当前; zh-tw:目前}-的運動狀態外還與液體過去的運動狀態有關,也就是說…
流体()就是在承受剪應力時將會發生連續變形的物体,包括气体和液体。流体沒有一定形狀,几乎可以任意改变形態,或者分裂。它们的剪切模量为零,或者简单来说,是无法抵抗任何施加在其上的剪切力的物质。 与模拟的层流]] 性质 具有黏性的流體在發生變形時將產生阻力,而沒有黏性的流體則不會有任何阻力,度量流體黏性的物理量稱為流體的黏度。沒有黏性的流體又稱為超流體。 而流體的流動形式也有區分。倘流速很慢,流體會分層流動,互不混合,此乃層流。倘流速增加,…
纳维-斯托克斯方程(),是一组描述液体、空气等流体的運動的偏微分方程。该方程以法國物理學家克劳德-路易·纳维和愛爾蘭物理學家乔治·斯托克斯的名字命名。 纳维-斯托克斯方程描述了牛頓流體在运动过程中需要满足的動量和質量守恆性质。在纳维-斯托克斯方程的一些应用中,会将该方程与状态方程一同列出,以說明流體壓強、溫度和密度三者之間的關係。 纳维-斯托克斯方程是将牛顿第二定律应用到流体动力学之后得到的结果。与欧拉方程不同,纳维-斯托克斯方程考虑了…
罗伯特·波义耳(,又译波意耳,),盎格鲁裔爱尔兰自然哲学家、神学家、炼金术师、化学家、物理学家与发明家,被认为是现代实验科学方法与现代化学的奠基人之一。虽然他的化学研究仍然带有炼金术色彩,但他的代表作《怀疑派的化学家》一书仍然被视作化学史上的里程碑。 早与求学 罗伯特·波义耳生于爱尔兰沃特福德郡的利兹莫尔城堡,是第一代科克伯爵的第七子。理查·波义耳于1588年来到都柏林,到了罗伯特出生时,他已经拥有了很多地产。波义耳的母亲凯瑟琳·芬顿,…
胡克定律()是力学的弹性理论中的一条基本定律,指固体材料受力後,应力與应变(單位變形量)成線性關係,满足此定律的材料称为线弹性或胡克型材料。 从物理學的角度看,胡克定律源于多数固体(或孤立分子)内部的原子在无外载作用下处于稳定平衡的状态。 很多实际材料,例如一根长度为L、横截面积為A的棱柱形棒在力学上都可以用胡克定律来模拟——其單位伸长(或縮減)量\varepsilon (应变)在常系数E(称为弹性模量)下,与拉(或壓)应力\sigma…
在力学中,压缩是指在某物體、材料或的不同点上施加内向力(推力),目的是在一个或多个方向上缩小其尺寸。它与張力恰好相反,后者是向外力(拉力)。在建設工程中,工程師要考慮到材料和结构的抗壓強度。 單軸向压缩(uniaxial compression)是指只在一個方向有壓縮力,壓縮力會使物體在此方向的長度變短。壓縮力也可以從多個方向一起施加,例如從一個板的各邊,或是從圆柱体的側表面,此壓縮力會使面積變小(雙軸向壓縮力),也有可能從一個物體的各…
黏塑性是连续介质力学中的一种理论,用于描述固体在速率依赖下的不可恢复(非弹性,inelastic)行为。此处的速率依赖意味着材料的變形取决于施加荷重的速率。黏塑性所研究的不可恢复行为是塑性變形,即当载荷达到一定水平时材料发生不可恢复的变形。速率依赖的塑性对于瞬态塑性计算至关重要。速率无关塑性模型与黏塑性模型的主要区别在于:后者不仅在加载后表现出永久变形,而且在所施加载荷作用下随时间持续发生作为时间函数的蠕变流动。 黏塑性材料的弹性响应在…
在连续介质力学中,静应力也称为各向同性应力或体积应力,是應力的一个分量,其中包含,但不包括剪應力。静应力的一种特殊形式为各向同性压缩应力,它仅改变体积,而不改变形状。 \sigma_h = \frac{I_i}{3}= \frac 1 3 \operatorname{tr} (\boldsymbol \sigma) 例如在笛卡儿坐标系 (x,y,z) 中,静应力简化为: \sigma_h = \frac{\sigma_{xx} + \s…
在材料科学領域,彈性能()是一材料彈性變形時吸收的能量, 一旦除去應力則可以釋放相等的能量。實際上較常用的參數是彈性能模數,定義為一材料從未受應力至受降伏應力每單位體積吸收的應變能,可視為彈性變形內每單位體積能量吸收最大量。 在單軸向拉伸試驗,彈性能模數正是应力-应变曲线至降伏點下的面積,可由積分求得。 為簡化的計算方式,假設受力至降伏應力,应力-应变皆為線性彈性關係,彈性能模數即為 : U_{r}= \frac{1}{2}\sigma…
{{Infobox physical quantity | bgcolour = {default} | name = 密度 | image = | caption = | unit = kg/m3 | symbols = ρ | derivations = }} 中有不同顏色、不同密度的不相溶液體]] 密度是指一物質單位體積内所含的質量,常用希臘字母ρ或是英文字母*'()表示。在數學上,密度定義為質量除以體積的商 。即物體的質量與體積…
在物理学和材料力学中,弹性()是指物体受到外力时变形,并且当该外力解除时恢复其初始形状的能力。这与塑性形成了鲜明对比。 不同材料的弹性行为其物理机理存在显著差异。对于金属,施加外力会导致原子晶格内被注入能量,其尺寸和形状发生变化;而当外力移除时,晶格则会回归原始的能量状态。而对于橡胶等聚合物,弹性源于聚合物分子链在受力时的伸展。 胡克定律指出,使弹性物体发生形变,伸长量与作用力成正比。这种情况被称作完全弹性,但这仅是理想状态。现实中,大…
输运系数(\gamma)代表一个物理系统对偏离平衡的扰动的响应强度。因此,输运系数也描述了系统回到熱力學平衡的速度。 输运系数出现在输运定律中: : {\mathbf{J} {_k}} \, = \, \gamma_k \, \mathbf{X} {_k} 其中: : {\mathbf{J}{_k}} :任意物理量 k 的通量密度 : \gamma _k :物理量 k 的输运系数 : {\mathbf{X}{_k}} :与 k 相关的驱…
固體力學是力學中研究固體性質的學科,連續介質力學組成部分之一,主要研究固體介質在溫度、形變和外力的作用下的表現,是連續介質力學的一個分支。一般包括材料力學、彈性力學、塑性力學等部分。固體力學廣泛的應用張量來描述應力、應變和它們之間的關係。 在固體力學中,線性材料模型的應用是最為廣泛的,但是很多材料是具有非線性特性的,隨著新材料的應用和原有材料達到它們應用之極限,非線性模型的應用愈加廣泛。 塑性——如果极限應力小於实际加载的应力,材料便呈…
混凝土的潛變與收縮是混凝土的兩種物理性質,是應用混凝土時需要考量的變因。混凝土如果長時間受應力,便會緩慢變形,移除持續施予的力之後,變形只有部分會恢復,可以恢復的變形稱為彈性變形,不能恢復、永久的變形稱為潛變。而在沒有受力的情況下,混凝土水含量變多或變少也會使混凝土的體積變化,稱為膨脹與收縮。 機制 潛變 混凝土的潛變為其中水泥的矽酸鈣水合物(C-S-H)在持續受應力下緩慢流動引起。 水泥漿漿體由固體的水泥凝膠(cement gel)組…
爆炸是某一物质系统在发生迅速的物理变化或化学反應时,系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功,通常同时伴随有强烈放热、发光和声响的效应。 爆炸的定義主要是指在爆炸發生當時產生的穩定爆轟波,亦是有一定體積的氣體在短時間內以恆定的速率、輻射性地高速脹大(壓力變化),沒有指明一定要有熱量或光的產生。 由於急劇的化學反應在一定被限制的環境內導致氣體劇烈膨脹,這能使密閉環境的外壁損壞甚至破裂、粉碎造成爆炸的效果。爆炸還會破壞附…
黏彈性(viscoelasticity)在材料科學和連續介質力學中,是指當材料受力而形變時,同時表現出黏性和彈性的特性。黏性材料例如水,在受到應力時會抵抗剪切流動,並且會隨著時間線性地伸長。彈性材料在拉伸時會產生變形,壓力移除後會立即回復到原始狀態。日常生活中有許多具有黏彈性特性的材料。 黏彈性材料具有這兩種特性的元素,因此表現出時間依賴性形變。彈性通常是由有序固體中沿著晶體學平面的鍵伸展引起的,而粘度則是由非晶質材料中的原子或分子擴散…
流體力學()是力學的一門分支,是研究流體(包含氣體、液體及等離子體)現象以及相關力學行為的科學。流體力學可以按照研究對象的運動方式分為流體靜力學和流體動力學,前者研究處於靜止狀態的流體,後者研究力對於流體運動的影響。流體力學按照應用範圍,分為空氣力學及水力學等。 流體力學是連續介質力學的一門分支,是以宏觀的角度來考慮系統特性,而不是微觀的考慮系統中每一個粒子的特性。流体力学(尤甚是流體動力學)是一個活躍的研究領域,其中有許多尚未解決或部…
里夫林-埃里克森张量()在连续介质力学中表示应变张量随时间的变化。一阶里夫林-埃里克森张量\mathbf{A}_{ij(1)}定义为 :\mathbf{A}_{ij(1)}= \frac{\partial v_i}{\partial x_j}+\frac{\partial v_j}{\partial x_i} 其中,v_i表示质点速度,因而\frac{\partial v_i}{\partial x_j}为速度梯度张量。 n阶里夫林-埃…
流體動力學()是流體力學的一門子學科。流體動力學研究的對象是運動中的流體(含液體和氣體)的狀態與規律。流體動力學底下的子學科包括有空氣動力學和液體動力學。 解決一個典型的流體動力學問題,需要計算流體的多項特性,主要包括速度、壓力、密度、溫度。 流體動力學有很大的應用,比如在預測天氣,計算飛機所受的力和力矩,輸油管線中石油的流率等方面上。其中的一些原理甚至運用在運輸工程,因交通運輸本身可被視為一連續流體运动。 流體動力學方程式 流體動力學…