Текучесть. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

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 текучести.

У разл. сред существуют разные механизмы текучести, 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 текучести 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).

Литература по текучести

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.