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流變學(xué)的誕生和發(fā)展歷程

發(fā)布時間:2022-09-26
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1928年雷納應(yīng)邀從巴勒斯坦到美國訪問,與印地安納州Lafayette學(xué)院的賓漢(Bingham E C 1878~1945)教授一起工作。賓漢對雷納說,我(一個化學(xué)家)和你(一個土木工程師),一起工作解決共同的問題,隨著膠體化學(xué)的發(fā)展,這種工作方式將會變得很平常,因此需要建立一個物理學(xué)科的分支來處理這類問題。雷納告訴賓漢,這樣的分支是存在的,并且作為連續(xù)介質(zhì)力學(xué)而被人們所認識。賓漢認為這樣做不好,會嚇跑化學(xué)家,需要給它起一個新的名字。


賓漢請教了一位擔任古典文學(xué)教授的同事,根據(jù)公元前6世紀古希臘哲學(xué)家赫拉克利特(Heraclitus)“一切皆流”的說法,提出了“流變學(xué)”(Rheology)這個名字。Rheo一詞來源于希臘語Rheos(流動)之意。Rheology的中文譯名沒有簡單地譯成流動學(xué),而是創(chuàng)造性地譯成流變學(xué),既有流動,又有變形。


賓漢于1928年在美國提議成立了流變學(xué)會(Rheological Society),研究材料的變形和流動。1929年召開了流變學(xué)會的第一次會議,并創(chuàng)辦了《流變學(xué)雜志》。這個流變學(xué)雜志,在1933年后曾停止出版;1957年作為《Transactions of Society of Rheology》重新出版;1978年又恢復(fù)其最初的名字《流變學(xué)雜志》(Journal of Rheology)。

 

賓漢是流變學(xué)的奠基人。他研究了懸膠、油漆、水泥等一些材料的流變特性,寫了一系列論文,特別是在1919年和H.格林聯(lián)合發(fā)表的論文“油漆是一種塑性材料而不是黏性流體”,該文指出,油漆在剪切應(yīng)力較小時,剪切應(yīng)變率為零(或不發(fā)生流動),只有在剪切應(yīng)力超達過臨界值(即屈服應(yīng)力)時,才發(fā)生流動,這時應(yīng)變率和應(yīng)力與屈服應(yīng)力之差成正比。后來人們將具有這種流變規(guī)律或本構(gòu)關(guān)系的材料或物質(zhì),稱為黏塑性材料或賓漢塑性材料(簡稱賓漢體)。除油漆外,石膏、懸膠、面粉團,水泥砂漿等均可作為賓漢體來處理。圣維南的塑性流動材料和牛頓流體,均可作為賓漢體的特殊情況,前者的流動速度為零,后者的屈服應(yīng)力為零。

 

直到第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)以前,美國流變學(xué)會仍是世界上唯一的流變學(xué)會。1939年,荷蘭皇家科學(xué)院成立了以J.M.伯格斯為首的流變學(xué)小組。1940年,英國成立了流變學(xué)家俱樂部。

 

1945年12月國際科學(xué)聯(lián)合會(International Council of Scientific Unions)組織了一個流變學(xué)委員會。1947年在馮·卡門主席的主持下舉行了第一次會議,代表們來自物理、化學(xué)、生物科學(xué)、大地測量、空氣物理、理論和應(yīng)用力學(xué)的國際聯(lián)合會。委員會的職能是:對流變學(xué)的專門名詞進行命名;對流變學(xué)的論文進行摘要;組織國際流變學(xué)會議等。1968年前,國際流變學(xué)會議每5年舉行一次。1968年以后,每4年舉行一次。第15屆國際流變學(xué)會議是2008年8月在美國舉行的。

 

1973年國際流變學(xué)委員會被接納為國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會的分支機構(gòu)。1974年國際流變學(xué)專業(yè)委員會被接納為國際理論和應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會的分支機構(gòu)。