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角變形

angular deformation

苟淵博
2002年12月
力學名詞辭典

名詞解釋:  固體對剪力之阻抗是賴材料之剪力模數,流體則為其動力黏度或絕對黏度μo固體所受之外力,當與內部剪力阻抗相平衡時,遂終止其變形,而流體當受力且一直作用時,便不停的變形。是以固體的變形是有限度的,而流體的變形,理論上似無限度,而是以其變形的難易或變形率(rate of deformation)來做為平衡的量則,或曰黏性阻抗。   當一個固體元件受有剪力作用時,如圖1,此剪力相等而成一力偶,此元件遂立即發生角變形γ或剪應變。由實驗期,此時的角變形係與每單位面積的剪力,或剪應力τ成正比。比例常數為剪力模數G之倒數,即         γ=(1/G)τ   許多固體之角變形與剪應力間皆呈現著此一簡單的線性關係,這些固體稱為彈性或虎克(Hooke)固體。   圖2示流體之元素(fluid element),當受有定剪力作用時,產生之角變形。由實驗知,此元素變形的難易或變形率∂u/∂y(即角速度)係與剪應力τ成正比,如圖2(a),比例常數為力黏度之倒數,如         ∂u/∂y=(1/μ)τ   如果元素之臨接面上同時發生 CC'及BB'之角變形(∂u/∂y)dt及(∂v/∂y)dt時,如圖2(b),則角變形率為兩個角速度之和,即∂u/∂y+∂v/∂x。在一定的剪力作用之條件下,不同的流體對於剪變形便呈現不同的內阻,因此便有不同的變形率。流體中,凡是在變形率和剪應力間呈現此線性關係者,是為牛頓流體。一般而言,簡單的化學物及溶液皆呈現為牛頓流體性質。所有的氣體,或屬單純的,或為合成及混合氣體,亦屬牛頓流體性質。非牛頓流體,其角變形率與剪應力間,便不是一線性比例關係;角變形率可能隨時間而變,或者呈現一非線性關係,懸浮液(suspensions)、乳狀液(emulsions)、凝膠(gels)等都屬之。研究非牛頓流體的性質是為流變學(Rheology)。   

角變形

angular deformation

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