什么是粘彈性(Viscoelasticity)？

粘彈性是一門試圖解釋材料的彈性和粘性行為的學科。彈性變形可以從橡膠帶的行為中看出，盡管金屬和其他材料的行為方式基本相似。粘度是指流體抵抗形狀快速變化的能力，例如蜂蜜，它是非常粘的，因為它容易變形。所有材料在改...

粘彈性是一門試圖解釋材料的彈性和粘性行為的學科。彈性變形可以從橡膠帶的行為中看出，盡管金屬和其他材料的行為方式基本相似。粘度是指流體抵抗形狀快速變化的能力，例如蜂蜜，它是非常粘的，因為它容易變形。所有材料在改變形狀時都會表現出一些彈性和粘性效應。

通過觀察蜂蜜的運動可以理解粘彈性粘彈性基本上是物質中分子的重新排列。對于金屬的小變形，粘彈性效應通常可以忽略。高溫金屬、木材、塑料，而生物組織通常表現出不可忽視的顯著粘彈性特性。

物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋發明了一種描述粘彈性的模型除了橡皮筋外，彈簧也表現出彈性行為。彈簧壓縮得越遠，把它保持在那里所需要的力就越大。如果把壓縮量加倍就需要兩倍的力，彈簧就被稱為線性彈簧。雖然肉眼可能看不到它，但金屬在受到力時會線性壓縮或拉伸當所有的力都被移除時，彈性材料會很快恢復到原來的尺寸。純粘性的行為可以從蜂蜜對重力壓力的反應中理解。蜂蜜可以從罐子里倒出來，但是它的移動非常緩慢結果是由于分子間的內應力隨著分子間相對速度的增加而增大，分子運動越快，對運動的阻力越大，粘性材料對變形的響應隨時間變化蘇格蘭物理學家和數學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）提出了一個描述粘彈性現象的模型，它使用彈簧來產生彈性效應，并使用一個緩沖器，或根據其速度來抵抗運動的裝置，對于粘性效應。汽車的懸掛系統使用與緩沖器相同的沖擊過程。系統中的大變形由彈簧抵抗，而變形的快速變化則由緩沖器抵抗。粘彈性通常也用電路來模擬粘彈性的其他部分是蠕變和應力松弛的影響。蠕變是指材料在長時間受到力的作用下會緩慢下垂或變形。工程師在設計建筑物時必須考慮蠕變，因為蠕變會引起材料的變形減弱到斷裂的程度。一種相關的效應，應力松弛現象，是指保持在特定形狀的材料的內應力降低。

發表于 2020-08-23 23:25
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分類：科學教育

什么是粘彈性(Viscoelasticity)？

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