流变学 流变学英語rheology研究的是在外力作用下物体的变形和流动研究对象主要是流体还有软固体或者在某些条件下固体可以流动而不是弹性形变它适用于具有复杂结构的物质包括泥浆污泥悬浮液聚合物食品体液和其他生物材料这些物质的流动在固定温度下不能用单一粘度值来表征存在其他一些因素影响粘度的改变例如摇动番茄醬可以减小它的粘度但是水却不行自从艾萨克牛顿提出粘度的概念粘度可变的液体研究也被称作非牛顿流体力学流变学一词由拉法耶特学院的尤金宾汉教授根据他的同事马尔克斯雷纳建议于年首创这个词从误传为赫拉克利特的名言Panta Rei即一切可流实际上来自辛普里丘著作 尽管通过实验表征材料的流变行为称为流变技术流变学一词还是经常被用作流变技术的同义词特别是实验家们流变学的理论方面与材料的流动形变行为和其内部结构有关比如聚合物分子的朝向和伸长并且流动形变不能够用经典流体力学或者弹性理论来表述 为了研究力引起的变形流变学有实验与理论模拟两个互相促进的途径试验方面采用多种流变仪比如毛细管流变仪来测量在不同剪切应力作用下流体粘度流速等的变化再进行分析从中得出该物质的模量分子量等重要性质医学检查上常用的血流变测定也是此原理也可以通过流变仪模拟流体在注射等成型过程中所受的应力和流体的变形使得流变学成为研究高分子加工过程所必需的内容 理论模拟是通过实验数据提出符合此类物质的物理背景将其与普适的数学模型相结合目标是可以通过数学计算描述流体运动其物理背景较为复杂对于纯弹性物体可以用虎克定律来描述即应力与应变成正比对于牛顿流体可以用应力粘度应变速率来描述但是现实中的固体存在不符合胡克定律的塑性变形液体也全是非牛顿流体特别对于高分子具有粘弹性性质情况复杂其数学模型主要借助于连续介质力学目前对于一般流体的简单流动理论模拟效果较好但是对于复杂流道由于存在很多复杂的边界效应目前的计算能力还无法给出比较好的结果这也成为近来流变学研究的重要方向