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工程结构黏滞消能减振技术原理与应用-流体种类及特性

时间:2023-10-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:若要使流体产生流动,必须使得施加剪切应力的大小足以破坏这种网状结构。3)黏弹性流体该类流体既具有黏性,又具有弹性,既有固体的特性,流动时又能像流体一样因摩擦损失而耗散能量。与黏性流体的区别主要在于黏弹性流体在外力消失后能产生部分应变恢复,与弹性固体的区别主要在于黏弹性流体存在因分子运动和变化产生的蠕变现象。

工程结构黏滞消能减振技术原理与应用-流体种类及特性

流体力学中,通常将剪切应力与流体运动的剪切变形角速度满足式(3-1)的流体称为牛顿流体,反之,不符合上述定律的流体都称为非牛顿流体[2][4],可分为以下三类:

1)纯黏性非牛顿流体

该类流体静止时呈各向同性,当受剪切时应力的合力仅与变形率有关,与剪切的持续时间无关,故又称为非时变性非牛顿流体。如塑性流体(油漆、泥浆、稀润滑脂和牙膏等),伪塑性流体,胀塑性流体(橡胶、纸浆、颜料、淀粉糊等),以及雷纳-里伍林流体(胶质炼乳、熔化沥青等)。

目前黏滞流体阻尼器所采用的阻尼介质多为伪塑性流体与塑性流体。伪塑性流体又称为剪切稀化流体,该种类型的流体主要为具有长分子链结构的高聚物溶体或溶液,以及具有细长纤维或颗粒的悬浮液。长链分子或颗粒之间由于理化作用,形成松散状的结构形式,当外力作用下流体产生剪切流动时,原本松散、杂乱的结构被逐步破坏,并且沿流动方向进行排列,剪切流速越快,纤维或颗粒的排列就越整齐,流动遇到的阻力越小,从而使这种流体的表观黏度随着剪应变速度的加大而减小。

塑性流体也叫作宾汉流体,该流体的流变性质主要由其自身内部结构所决定,且为多相流体。流体内部作为分散相的颗粒分散于连续相中,分散的颗粒之间存在很强的相互作用,在流体静止状态下形成网状的结构形式。若要使流体产生流动,必须使得施加剪切应力的大小足以破坏这种网状结构。(www.xing528.com)

2)时间依存流体

时间依存流体主要有触变型流体和震凝型流体两种类型。该类流体在等温条件下,保持固定的变形率,随着时间的推移,应力(黏性)逐渐增大或减小;或者在固定的应力作用下,随着时间的推移变形率逐渐减小或增加,例如油墨等,即为此类流体。

3)黏弹性流体

该类流体既具有黏性,又具有弹性,既有固体的特性,流动时又能像流体一样因摩擦损失而耗散能量。与黏性流体的区别主要在于黏弹性流体在外力消失后能产生部分应变恢复,与弹性固体的区别主要在于黏弹性流体存在因分子运动和变化产生的蠕变现象。

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