Методи реологічного моделювання
Для характеристики тіл з комплексними властивостями використовують класичний для реології спосіб механічного моделювання. Структурними елементами реологічних моделей є пружина, поршень (або куля) та елемент сухого тертя. З цих елементів шляхом комбінування їх розташування та кількості можна складати моделі, які описують різні тіла. Тут розглядаються найпростіші варіанти.
Найбільш відома модель, що складається з поршня та пружини. Така система має назву моделі Максвелла (рис.7.4). Якщо прикласти до неї силу, то в першу мить зі швидкістю звуку стиснеться пружина, і точка А переміститься на εп, потім з часом, з переборенням в'язкого опору середовища, переміститься уся система на εв. Загальне переміщення точки А (7.4):
ε = εп + εв (7.4)
 |
Рис.7.4. Модель Максвелла на різних стадіях деформування
Напруження ж у пружному та в'язкому елементах будуть однакові. Що трапиться з точкою А, якщо сила перестане діяти? Вона повернеться на деяку відстань εп назад, бо пружина розтиснеться. Але переміщення, що обумовлене в'язкою складовою, залишиться. Таким чином, з цього прикладу можна побачити, що пружні зв'язки у тілі (а це хімічні зв'язки між атомами та молекулами) сприяють утворенню оборотних деформацій, а в'язкі (міжмолекулярні взаємодії) - необоротних. Важливо зрозуміти, як буде кількісно поводитись розглядувана тут система при різних режимах навантаження.
1. σ = соnst. На систему діє постійне навантаження (рис. 7.4, 7.5). У цьому випадку, як показано вище, практично миттєво стиснеться пружина, а потім розпочнеться течія пропорційно часу. Це витікає як з логічних міркувань, так і з формули, у якій розписано значення пружних та в'язких деформацій з урахуванням законів Гука та Ньютона.
Рис. 7.5. Схема розвитку деформацій у пружно-в’язкому тілі згідно з моделлю Максвелла при σ = соnst, (7.5):
, (7.5)
при t → 0, 
, (7.6)
при t → 0, εз → ∞ (7.7)
Далі будуть розглядатися не ньютонівські структуровані тіла, які у реальних умовах мають у різній мірі пружні, пластичні і в’язкі властивості.