текучесть

ТЕКУЧЕСТЬ -свойство тел пластически или вязко деформироваться под действием напряжений; характеризуется величиной, обратной вязкости. У вязких сред (газов, жидкостей) Т. проявляется при любых напряжениях, у пластичных твёрдых тел - лишь при напряжениях, превышающих предел Т.

У разл. сред существуют разные механизмы Т., определяющие сопротивление тел пластическому или вязкому течению. У газов механизм Т. связан с переносом импульса из тех слоев, где имеется преобладающее движение молекул газа в направлении течения, к слоям, у к-рых это движение меньше. У жидкостей механизм Т. представляет собой преобладающую диффузию в направлении действия напряжений. Элементарным актом при этой диффузии является скачкообразное перемещение молекулы или пары молекул либо сегмента макромолекулярной цепи (у высокомолекулярных веществ), сопровождающееся переходом через энергетич. барьер. У кристаллич. твёрдых тел Т. связывается с движением разл. рода дефектов в кристаллах: точечных (вакансий, междоузлий), линейных (дислокаций)и объёмных (краудионов ),течение может быть обусловлено двойникованием ,вызванным напряжением. Происходящее во времени течение металлов при высоких темп-pax, полимеров и др. наз. ползучестью материалов.

С явлениями Т. приходится сталкиваться как на Земле, так и в космосе. На Земле Т. проявляется в дрейфе материков, глобальных тектонич. процессах, рифтогенезе, движениях в атмосфере и гидросфере, движениях горных массивов, течении ледников. В технике с явлениями Т. сталкиваются, напр., при движении газов и жидкостей по трубам и в аппаратах разл. производств, в трубопроводном транспорте пульп при выполнении земляных работ и в горных выработках способом гидромеханизации. Пластич. течения и ползучесть имеют место в разл. элементах конструкций, работающих при высоких нагрузках, при изготовлении изделий способами штампования, ковки, прессования, литья под давлением, при спекании порошков.

Феноменологически теория течения разл. материалов строится на основе обычных в механике сплошных сред допущениях об однородности, сплошности и изотропности тел. Гипотеза изотропности оказывается неприменимой к монокристаллам твёрдых веществ и жидким кристаллам, ориентированным полимерам, композиционным материалам с волокнистыми наполнителями, нек-рым природным материалам, для всех них построены теории анизотропного тела. Свойства Т., вязкости описываются соотношениями, связывающими напряжения и скорости деформации. В гидромеханике вязкой жидкости Т. считается независимой от приложенного касательного напряжения (при деформациях сдвига) или давления (при деформациях объёма). Для неньютоновских жидкостей Т. изменяется в зависимости от касательного напряжения (при деформациях сдвига) или давления (при деформациях объёма). Для тел в состоянии ползучести нелинейные соотношения, определяющие Т., записываются в виде кинетических дифференц. или интегральных ур-ний, согласно к-рым на состояние тела в данный момент влияет предыстория напряжённо-деформированного состояния. Так, при сдвиге Т. возрастает с ростом приложенного касательного напряжения, при растяжении с ростом нормального напряжения Т. падает. Движения макромолекулярных цепей при течении высокомолекулярных соединений (в т. ч. полимеров) напоминают движения пресмыкающихся при их перемещениях и наз. рептациями.

Особо высокую Т. у гелия при низких темп-pax, названную сверхтекучестью ,установил П. Л. Капица (1938), её физ. теорию построил Л. Д. Ландау (1941).

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Гидродинамика, 3 изд., М., 1986; Френкель Я. И., Кинетическая теория жидкостей, Л., 1975; Работнов Ю. Н., Механика деформируемого твердого тела, 2 изд., М., 1988; Жен П--Ж. де, Идеи скейлинга в физике полимеров, пер. с англ., М., 1982; Peterson A. R., A first course in fluid dynamics, Camb., 1985. Н. И. Малинин.

   <<      Предметный указатель      >>