Вязкопластичность

ВЯЗКОПЛАСТИЧНОСТЬ, свойство материала, состоящее в том, что с ростом напряжений в нём сначала появляются упругие деформации, а затем, при достижении некоторого порогового напряжения τ_т, называемого пределом текучести, начинается вязкое течение. Обычно деформации течения значительно превосходят упругие, поэтому упругими деформациями пренебрегают, считая материал жёстким (абсолютно твёрдым) при τ < τ_т, что упрощает математическое описание вязкопластичности. В вязкопластичном материале при неоднородном распределении напряжений вязкое течение имеет место в областях, где характерное напряжение τ> τ_т, в то время как в областях, где τ<τ_т, образуются зоны застоя, в которых материал ведёт себя как твёрдое тело. Например, при движении вязкопластичного материала по цилиндрической трубе зона застоя образуется вокруг оси трубы и материал в этой зоне переносится течением как твёрдое тело (рис.). Наглядным примером вязкопластичности служит свежая масляная краска: на вертикальной поверхности она стекает под действием силы тяжести до тех пор, пока в оставшемся слое касательные напряжения, вызванные силой тяжести, не станут меньшими τ_т. Оставшийся слой является твёрдым телом с очень низким модулем упругости. Вязкопластичность описывается уравнением Бингама - Шведова: ? = φ(τ-τ_т) при τ>τ_т, где ? - скорость течения, φ=1/η - коэффициент текучести, η - так называемая бингамовская вязкость. Теория вязкопластичности сред имеет большое практическое значение, так как нефтепродукты и глинистые растворы, применяемые в нефтедобыче, а также смазочные материалы и битумы являются вязкопластичными средами. Теория вязкопластичности является важной частью реологии.

Лит.: Рейнер М. Деформация и течение. М., 1963; он же. Реология. М., 1965; Фукс Г. И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов. Ижевск, 2003.