屈服应力材料的研究进展

科学讲座2（2022）100021屈服应力材料的研究进展罗尼湖作者声明：a.de Souza Mendesb，a巴西里约热内卢COPPE/UFRJ机械工程系b流变学小组-GReo，巴西里约热内卢天主教大学机械工程系A R T I C L E I N F O A B S T R A C T关键词：软固体屈服应力触变性时间依赖性QL-LAOS剪切带在自然界和工业过程和产品中发现的几种凝胶、悬浮液、乳液和泡沫是复杂的屈服应力材料，除了屈服之外，它们还表现出丰富的机械响应，如弹性和时间依赖性相关材料功能的严格定义和物理解释具有挑战性。在这次演讲中，我们将讨论这种复杂性如何影响这些材料的基本概念和测量 我们的讨论涵盖了不同的相关主题，如（i）引入屈服应力张量的必要性，（ii）各向异性建模-包括微观结构破坏剂的选择，（iii）用准线性大振幅振荡剪切表征流变学，以及（iv）瞬态和稳态剪切带。本文的视频可以在https://doi.org/10.1016/j.sctalk.2022.100021。通讯作者。电子邮件地址：pmendes@puc-rio.br（P.R. de Souza Mendes）。h tt p：//dx. 多岛或g/10。1016/j。我的天啊。2022. 1 0 0 02 1接收于2022年4月18日;接受于2022年4月20日27 7 2-56 93/©20 2 2Th e Authors. 由El sevierLt d. 这是一个不可避免的访问，因为CCB Y-NC-ND许可证（http：//cre ati ve c m m on s. or g/licens es/by-nc-n d/4。0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表科学讲座杂志首页：www.elsevier.es/sctalkR.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）1000212图和表图1.一、粘性Lissajous-Bowditch频率、剪切速率和结构参数的依赖性。图取自[5]。图二、皮普金图上的粘性李萨如-鲍迪奇曲线的总结。图取自[8]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）1000213图3.第三章。粘性Lissajous-Bowditch曲线，应力幅为10 Pa（低于屈服应力）。图取自[8]。图四、施加剪切速率波和输出应力波的振幅10帕（低于屈服应力）为0.01和1赫兹。图取自[8]。图五、粘性Lissajous-Bowditch曲线，应力幅为125 Pa（高于屈服应力）。图取自[8]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）1000214图六、0.01和10Hz的外加剪切速率波和振幅为125 Pa（屈服应力以上）的输出应力波。图取自[8]。图7.第一次会议。不同应力幅值水平下的频率扫描。图取自[12]。图8.第八条。G'、G”对发胶的应力幅度的依赖性。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）1000215图9.第九条。发胶的流动曲线。图取自[8]。图10个。蠕变试验确定静态屈服应力。图取自[21]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）1000216图十一岁作为屈服应力函数的法向应力。图取自[21]。图12个。与拉伸载荷有关的实验。（a）牵引试验。（b）压缩实验。图改编自[18]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）1000217图13岁不同材料的破裂长度与挤出速度的关系。图取自[18]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）1000218图十四岁挤压流动中试样厚度的时间演化。图取自[18]。图十五岁 作为动力学各向异性系统平衡轨迹的牛顿流曲线。图取自[6]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）1000219图十六岁非平衡态（鹰）寻找相应的平衡态（鼠）。相应平衡状态的本构选择导致结构变化的不同驱动电位[6，20]。图取自[20]。图十七岁 雪崩效应。（a）倾斜平面上的粘土悬浮物（b）作为时间函数的前沿推进图取自[2]。图十八岁 雪崩效应。从左到右的倾斜角度为15°、30 °和45°。图取自[16]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）10002110图十九岁 各向异性屈服应力材料的典型屈服曲线。图改编自[7]。图20. 平衡结构参数作为剪切速率的函数。图取自[19]。图21岁作为无量纲剪应力函数的标准化平衡流动性。图取自[4]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）10002111图22岁建筑实验中流动性的时间演化。图取自[4]。图23岁流度场和角速度场的时间演化。外壁处的应力等于屈服应力，材料完全结构化。图取自[19]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）10002112图24岁 流度场和角速度场的时间演化。间隙中间的应力等于屈服应力，材料完全结构化。图取自[19]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）10002113图二十五 流度场和角速度场的时间演化。内壁处的应力等于屈服应力，并且材料最初完全非结构化。图取自[19]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）10002114图26岁流度场和角速度场的时间演化。间隙中间的应力等于屈服应力，并且材料最初完全非结构化。图取自[19]。图27岁。剪切速率场的时间演化。间隙中间的应力等于屈服应力，并且材料最初完全非结构化。图取自[19]。R.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）10002115σy表1稳定的简单剪切（粘滞流）材料函数。表改编自[9]。名称定义符号SI单位剪切方向（简单剪切）图一[9]X1Mx1方向的位移图一[9]X1M速度梯度方向（简单剪切）图一[9]X2M中性方向（简单剪切）X3M剪切应力F/AσPa剪切应变dX1/dx2γ–剪切速率dv1/dx2γ：s−1粘度σ=γ：ηγ：Pa s屈服应力屈服应变γy第一法向应力差σ11−σ22N1Pa第二法向应力差σ22−σ33N2Pa第一法向应力系数N1=γ：2<$1<$γ：<$第二法向应力系数N2=γ：2 <$2：第二章第二章ðγÞ表2不同屈服应力的屈服应力值。表格取自[16]。材料σ21y（剪切）σy（trac.）σy（压缩）Trac. /compr.碳水化合物0.5%6198911.07碳水化合物1%1211941121.73发胶A141143861.67发胶B1311931211.59发胶C136401140.35S. 膏105886150.14腻子61044817250.26油脂4612175870.37表3EX表示动力学方程的项表改编自[14]。作者击穿建设建设（布朗）（剪切）摩尔[13][22]第二十二话Mujumdar等人[第十五条]k1λγ：–k2（1 −λ）Worral和Tuliani [23]k1λγ：-皮德尔[17]k1λ2k2[10]第10话k1λaγ：k2（1−λ）李和布罗基[11]k1σaλbk2（1−λ）ck3σd（1−λ）eYziquel等人[24日]k1σ γ：λk2（1−λ）Albersot等人[3]第一章k1γ：λk2Burgos等人[1]第一章k1γ：expα γ：λk2（1 −λ）Dullaert和Mewis [9]k1γ：λt-βk2（1−λ）t−βk3γ：0：5 <$1-λ<$t-β.CRediT作者贡献声明罗尼湖汤普森：概念化，方法论，监督，写作&-评论编辑。 保罗河 deSouza Mendes：概念化，方法论，监督，写作&-评论编辑。致谢作者感谢众多合作者，他们以不同的方式使这项工作成为可能：Priscilla Varges，Ricardo Leite，Elias Rodrigues，Fernando Martins，Alexandra Alicke，Behbood Abedi，Bruno Fonseca，Ivan Siqueira，LuizSica ， Mônica Naccache ， Cassio Oishi ， Flávio Marchesini ， RafaelOliveira ， JohndeBruyn ， IanFrigaard ， EdsonSoares ，KumbakonamRajagopal ， Rafael Mendes ， Guillaume Vinay ， SérgioFrey，Anthony Wachs，Amadeu Sum，Matteo Pasquali。资金这 项 工 作 得 到 了 巴 西 石 油 公 司 的 支 持 [2014/00340-9] 、 CNPq[307976/2018-1和304095/2018-4]、CAPES PROEX [625/2018和803 / 201 8 ]和F A P E R J [ E - 26 / 2 02.8 3 4 / 2 0 1 7和E - 26 / 2 01。094/2021]。PaR.L. 汤普森，P.R.德索萨·门德斯科学讲座2（2022）10002116申报利益作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。引用[1] G.R. 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