Curs 2 reologie
10
1 CORPURI CU PROPRIETĂŢI UNITARE Triunghiul comportărilor reologice – explică marea diversitate a comportărilor reologice Cele mai simple corpuri pe care le studiază reologia posedă o singură proprietate – corpuri cu proprietăţi unitare sau cu comportare ideală: - pur vâscos – deformarea este permanentă, irecuperabilă (fluidul lui Newton), - perfect elastic – deformarea este temporară, reversibilă sau recuperabilă (corpul lui Hooke), - perfect plastic – deformarea este permanentă, irecuperabilă după ce efortul de tensiune a egalat pragul
description
corpuri cu proprietati unitare
Transcript of Curs 2 reologie
1
CORPURI CU PROPRIETĂŢI UNITARE
Triunghiul comportărilor
reologice – explică marea diversitate a comportărilor
reologice
Cele mai simple corpuri pe care le studiază reologia posedă o singură proprietate – corpuri cu proprietăţi unitare sau cu comportare ideală:- pur vâscos – deformarea este permanentă, irecuperabilă (fluidul lui Newton),- perfect elastic – deformarea este temporară, reversibilă sau recuperabilă (corpul lui Hooke),- perfect plastic – deformarea este permanentă, irecuperabilă după ce efortul de tensiune a egalat pragul de tensiune (plasticul lui Saint Venant).
2
- posedă numai vâscozitate
CORPURI CU PROPRIETĂŢI UNITARE
- comportare reologică liniară:
- rămâne deformat în urma îndepărtării solicitării corpului - curge.
- este independent de viteza de deformare, de tensiunea de forfecare şi de timp, dependentă doar de parametrii stării termodinamice (presiune şi temperatură) (reograma):
- deformaţia duce la o creştere de forfecare internă, care disipează o parte din energia cinetică a lichidului sub formă de căldură
- modelul mecanic analog – amortizorul construit dintr-un piston performant care se deplasează fără frecare internă (desen).
0dt
d
d
d
d
d
Fluidul lui Newton:
TREaeA /
3
- posedă numai elasticitate
CORPURI CU PROPRIETĂŢI UNITARE
- comportare reologică liniară:
- corpul se deformează instantaneu sub acţiunea tensiunii aplicate, descreşterea sau descărcarea forţei recuperează întreaga deformaţie
- forma corpului depinde exclusiv de solicitare şi este independentă de timp (reograma)
- modelul mecanic analog este arcul elicoidal care după îndepărtarea forţei revine la poziţia iniţială, datorită elasticităţii sau “memoriei” (desen)
Solidul lui Hooke:
G
4
- posedă numai plasticitate
CORPURI CU PROPRIETĂŢI UNITARE
- ecuaţia caracteristică:
- corpul St. Venant se comportă ca un solid până la o anumită valoare a tensiunii , prag de tensiune 0 peste care se comportă ca un lichid
- pentru < 0 corpul se comportă ca un corp perfect rigid, înţelegând prin plasticitate proprietatea unor corpuri solide de a se deforma ireversibil (reograma)
- când tensiunea a atins limita de curgere se face analogia între plasticitate şi fenomenul mecanic de alunecare prin frecare – corpul St. Venant este un corp greu care se deplasează cu frecare sau patină pe o suprafaţă rugoasă orizontală (desen).
Plasticul Saint Venant:
0
5
CORPURI CU PROPRIETĂŢI UNITARE
LichideCurgere
SolideDeformare
Fără vâscozitate
Vâscoase
Plastică Elastică Rigidă
Pascal Newton St. Venant Hooke EuclidG
= o 0 G 0
6
Se obţin din combinarea a două sau mai multe corpuri simple (cu proprietăţi unitare).
Frecvent se întâlnesc corpurile care prezintă: - simultan elastice şi vâscozitate – deformarea este parţial temporară
şi/sau parţial permanentă (corpuri elastovâscoase Voigt-Kelvin)- În cazul forfecării simple:
- succesiv elastice şi vâscozitate – deformarea este temporară sau/şi permanentă (corpuri vâscoelastice Maxwell)
- În cazul forfecării simple:
CORPURI COMPLEXE
...
ve ,
..
Ge
.
,v
ve
0.
.0 const
rt
t
et
0 Fenomenul de relaxare a tensiunilor
.0 const
0
t = 0, )0(
)0()( 0
tt
0 t = 0
Fenomenul de fluaj topituri, sticle, betoane
Gev
.
.0 const t = 0 0
it
t
eG
t 1)( 0
Fenomenul de fluaj
11)( t
t
et
0.
G 1)( tt = t1
Fenomenul de fluaj invers
7
CORPURI COMPLEXEModelul Kelvin / Voigt pentru solid vâscoelastic
(specific sistemelor disperse cu concentraţie mare de fază solidă)
După un ciclu de solicitare se observă revenirea întârziată dar completă
(elasticitate întârziată)
8
CORPURI COMPLEXE
Modelul Maxwell pentru un lichid vâscoelastic
După un ciclu de solicitare se poate observă o deformaţie permanentă
9
CORPURI COMPLEXE
Corpul Bingham – defineşte comportarea vâscoplastică, fiind construit dintr-un corp Saint-Venant în serie cu un amortizor.
0
Descrie comportarea reologică, definită de tensiunea de prag o şi vâscozitatea plastică .
Este specifică suspensiilor argiloase concentrate şi solidelor plastice moi pentru care viteza de deformaţie nu poate fi neglijată.
10
CONCLUZII
comportarea reologică a fluidelor poate fi descrisă pe baza
unor modele mecanice
comportarea corpurilor fluide unitare sau reale poate fi redată
prin reograme, care dau dependenţa dintre tensiunea de
forfecare, , şi reopanta , caz în care reograma se obţine din
date experimentale de forfecare simplă,
sau dintre tensiunea de întindere şi viteza de deformare la
întindere , când reograma se obţine din experimente de
întindere uniaxială a fluidelor vâscoelastice.
în cazul solidelor comportarea reologică se reprezintă în
reograme care redau dependenţa dintre tensiunea aplicată şi
deformaţie (de întindere sau forfecare) sau în funcţie de timp
a tensiunii sau deformaţiei.
