陳經(jīng)理 18117403825
流變學(xué)是研究材料的流動(dòng)和變形的科學(xué)，它是一門介于力學(xué)、化學(xué)、物理與工程科學(xué)之間的新興交叉學(xué)科。這里所說(shuō)的材料既包括流體形態(tài)，也包括固體形態(tài)的物質(zhì)。在常溫常壓下，物質(zhì)可分為固體、液體和氣體三種狀態(tài)；特殊情況下，還有等離子態(tài)和超固態(tài)。氣體和液體又合稱為流體。從力學(xué)分析的角度，通常認(rèn)為流體與固體的主要差別，在于它們對(duì)于外力的抵抗能力不同。固體有能力抵抗一定大小的拉力、壓力和剪切力。當(dāng)外力作用在固體上時(shí)，固體將產(chǎn)生一定程度的相應(yīng)變形。固體靜止時(shí)，可以有法向應(yīng)力和切向應(yīng)力。而流體在靜止時(shí)，則不能承受切向應(yīng)力，微小的剪切刀將使流體產(chǎn)生連續(xù)不斷的變形。只有當(dāng)剪切力停止作用時(shí)，流體的變形方會(huì)停止。流體這種在外力作用下連續(xù)不斷變形的宏觀性質(zhì)，通常稱為流動(dòng)性。
一般認(rèn)為，英國(guó)物理學(xué)家虎克于1678年首先提出了，在小變形情況下，固體的變形與所受的外力成正比。這一彈性體變形與應(yīng)力關(guān)系的基本規(guī)律，后來(lái)稱為虎克定律。英國(guó)科學(xué)家牛頓在1687年最先提出了流體的應(yīng)力和應(yīng)變率成正比，后來(lái)將此稱為牛頓黏性定律，并將符合這一規(guī)律的流體稱為牛頓流體，其中包括最常見的流體—水和空氣，而將不符合這一規(guī)律的流體稱為非牛頓流體。上述兩定律是在17世紀(jì)發(fā)表的，但直到19世紀(jì)末才由柯西、納維、斯托克斯等人推廣到三維變形和流動(dòng)，并為科學(xué)界廣泛接受。從那以后，虎克彈性固體力學(xué)和牛頓流體力學(xué)隨著它在許多工程分支學(xué)科中的應(yīng)用，而得到巨大的發(fā)展。但是流變學(xué)通常并不包括對(duì)上述兩種情況的研究，流變學(xué)要研究更加復(fù)雜的材料。
