115
ГЛАВА 5. РЕОЛОГИЯ
5.1. Предмет реологии
Реология
– это наука о деформациях и текучести вещества связанных с
необратимыми остаточными деформациями, релаксацией напряжений, упругим
последействием, течением вязких и пластичных материалов (неньютоновских
жидкостей, дисперсных, аморфных систем). Это синтез гидромеханики, теории
упругости, пластичности и ползучести, являющейся важной частью механики
сплошных сред [23]. Экспериментальная реология определяет различные свой-
ства вещества с помощью созданных специально для этой цели приборов и ис-
пытательных машин. Теоретическая реология подвергает феноменологическому
анализу накопленные экспериментальные данные. Ввиду сложности исследуе-
мой системы общее реологическое уравнение состояния вещества (реального
тела) пока не установлено. Реальные тела, даже если они однородны и имеют
постоянную температуру, обладают одновременно упругостью, вязкостью, те-
кучестью и ползучестью. Тем не менее, в материаловедении разработаны тео-
рии и технологии производства материалов с оптимальными свойствами для
специального применения - это композитные, самосмазывающие, аморфные,
пластические, антифрикционные и другие материалы.
Нахождение сил трения связано с определением соотношений между на-
пряжениями (тензором напряжений) и соответствующими деформациями, а
также скоростями этих деформаций, возникающих в трущихся телах в широкой
области (линейной и нелинейной) значений деформаций и их скоростей. Нали-
чие градиента температуры в материале создает напряжения, являющиеся несо-
вместными с напряжениями, вызванными упругими деформациями, что услож-
няет решение задач даже для монокристаллов или чистых поликристаллов и
жидкостей. Всякое тело наполнено примесями и загрязнениями, поэтому невоз-
можно точно определить соотношения между напряжениями и деформациями
для такого тела. Для рассмотрения процессов трения используются модели аб-
солютно твёрдых, упругих, вязких, пластических, вязко-упругих, жёсткопласти-
ческих, упруго-пластических, вязкопластических, упруго-вязкопластических
тел в зависимости от того, какие свойства материала существенны для данного
конкретного случая.
Вязкоупругость
. В механике вязкоупругость – это способность веществ,
находящихся в твёрдом состоянии, быть как упругими, так и вязкими.
При внутреннем трении в твёрдых телах механическая энергия, передан-
ная телу, необратимо превращается в теплоту. Внутреннее трение обусловлено
двумя различными явлениями – неупругостью твёрдого тела и его пластической
деформацией. Величина вязкости упругих колебаний твёрдых тел при неболь-
ших амплитудах колебаний равна 10
7
÷ 10
8
(Па сек.), что на 5 ÷ 7 порядков
меньше вязкости пластического течения этих же тел, равной 10
13
÷ 10
15
(Па
сек.). Их вклады во внутреннее трение твёрдых тел могут быть одинакового по-
рядка только при больших амплитудах упругих колебаний.
