聚合物流变本构方程及其应用

通过第3章的学习已经明确，为了确定外力作用下聚合物材料的响应，仅有描述黏性流体流动的连续性方程、运动方程和能量方程还不够，还必须知道聚合物本身特有的流变性能，即给出描述其流变性能的本构方程，在一定初始条件和边界条件下，才能求解描述聚合物加工成型问题的控制方程。聚合物本构方程除了是定量描述聚合物流变特性的需要，也是求解聚合物加工流场控制方程必不可少的方程。

1945年M.Reiner和R.S Rivlin研究流体非线性黏性理论和有限弹性变形理论取得突破性进展，随着聚合物材料应用的快速发展，聚合物材料的流变本构方程 (Constitutive equation)成为流变学研究的热点之一。研究发展聚合物领域的新理论、新技术、新方法，仅有对聚合物流体流动性质的粗浅认识，仅测量聚合物材料的黏度是不够的，必须全面定量地描述聚合物流体非线性流变行为，为分析聚合物合成和加工成型的流变问题提供解决问题的理论依据和技术手段。

在聚合物材料配方设计、设备和模具设计，优化工艺条件中，流变性能的设计是重要的组成部分。随着计算机技术和信息技术的发展，通过数值模拟来完成这些设计，描述聚合物流变行为——本构方程的理论建立、发展和推广应用处于越来越重要的地位。聚合物流体流变本构方程和流变规律的研究对于促进聚合物材料科学、高分子物理学的发展，解决聚合物工程中理论和技术问题有十分重要的意义。学习黏性流体本构方程的基本知识，提高研究处理问题的能力，有利于科研和工程技术工作。聚合物工程领域工程技术人员和将在该领域工作的读者十分有必要下一番功夫学习本构方程的知识，学会用聚合物流变学的知识解决工程问题。(www.xing528.com)

本章介绍描述黏性流体流动特性的流变模型——本构方程^[1-6]。首先介绍黏性流体流动本构方程的基本概念，归纳介绍牛顿流体的本构方程、广义牛顿流体的本构方程、黏弹性流体的本构方程，最后介绍本构方程选择的基本原则。

本章分为3节，包括黏性流体本构方程的概述、黏性流体的本构方程、本构方程的比较和选择。