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流動理論

鎖定
流動理論是力學中的一個重要術語,假設材料的徐變與粘滯流動具有某種相似的性質,認為徐變的應變速率與應力、時間之間存在着某種簡單的函數關係。 [1]  流動理論與老化理論有着相似的應用範圍,且流動理論方程與時間有關,隨着起始時刻的變化而變化。
中文名
流動理論
外文名
Flow Theory
所屬學科
力學
本    質
應變速率與應力、時間的關係
特    點
隨起始時刻的變化而變化
應用範圍
應用於應力平穩變化的情況

流動理論簡介

流動理論假設材料的徐變與粘滯流動具有某種相似的性質,認為徐變的應變速率與應力、時間之間存在着某種簡單的函數關係,即:
表示徐變應變速率、彈性應變速率和塑性應變速率,由此得到總的應變速率為:
當應力未超過彈性極限時,
,彈性應變速率為:
試驗發現,當工作温度不變時,金屬材料在緩慢並單調變化的應力作用下,徐變的應變速率可表示為:
式中,
等於單位應力作用下的徐變速率。
由此可得總應變速率為:
在上式中,當
為常數且m=1時,可得到Maxwell方程,故流動理論方程是Maxwell方程的普遍形式。
當時間很長時,
接近於常數B,如果載荷不變且可以略去微小的彈性應變速率,則採用更為簡單的流動理論規律:
這一方程描述了物體非線性粘滯流動的性質。 [1] 

流動理論應用範圍與特點

流動理論在應用上具有與老化理論相似的限制:在應力為單調而且緩慢變化的情況下,流動理論是適用的 [1]  。流動理論方程明顯地包含時間因素,起始時刻若有變化,則流動理論的方程也相應變化。 [2] 

流動理論流動理論與形變理論

流動理論與形變理論之間存在一定的關係。在簡單加載條件下,從流動理論可以導出形變理論,簡單加載下形變理論與流動理論是一致的。在加載路徑偏離簡單加載不大時,由形變理論得到的結果也與流動理論相差不多。 [3] 
參考資料
  • 1.    傅作新.工程徐變力學:水利電力出版社,1985
  • 2.    範廣勤.岩土工程流變力學:煤炭工業出版社,1993
  • 3.    錢若軍,袁行飛,林智斌.固體和結構分析理論及有限元法:東南大學出版社,2013