1、Polymer Rheology流变学基础流流 变变 学概念学概念 流变学是什么？流变学是什么？ 流 变 学是一 门 研究材料 流流 动动 和 变变 形形 规 律的科学。高分子材料流变 学是研究高分子液体，主要是指高分子熔体、高分子溶液，在流 动 状 态 下的非 线 性粘 弹 行 为 ，以及 这 种粘 弹 行 为 与材料 结构及其它物理、化学性 质 的关系。流 动 流体 粘性 耗散能 量 产 生永久 变 形 时间过 程 牛 顿 定律变 形 固体 弹 性 储 存能量 变 形可以恢复 瞬 时 响应 胡可定 律流动变形实际 材料具体到聚合物熔体流 变现 象1、 Weissenberg效应流流 变变
2、学概念学概念具体到聚合物熔体流 变现 象流流 变变 学概念学概念2、挤出胀大效应 3、不稳定流动和熔体破裂流 变 学是一 门 涉及到多学科的交叉科学，以高分子聚合物流 变 学 为 例，其研究内容与高分子物理、高分子加工工程、 连续 介 质 力学、非 线 性 传热 学等学科密切 联系。数学基 础 ：要求泛函分析和 张 量分析等。高分子流变学的研究内容高分子材料 结 构流 变 学又称 为 微 观 流 变 学或分子流 变 学，主要研究高分子材料流 变 性 质 与其微 观结 构（分子 链结 构、聚集 态结 构）之 间 的关系，以其通 过设计 大分子流动 模型， 获 得正确描述高分子材料复 杂 流 变
3、性能的 本构方程本构方程 ，沟通材料宏 观 流 变 性 质 与微 观结 构参数之 间 的 关系，深刻理解高分子材料流 动 的微观 物理本 质 。高分子材料 加工流 变 学属于宏 观 流 变 学或者唯象形流 变 学，主要研究与高分子材料加工工程有关的理 论 和技 术问题 。比如：研究加工条件的 变 化与材料流 动 性 质 以及 产品力学性 质 之 间 的关系；高分子典型加工 过 程的流 变 学分析；多 项 高分子体系的流 变 学 规 律；高分子材料加工 过 程中的异常 现 象： 挤 出 长 大、熔体破裂等等；模具 设计 和机械 设计 中遇到的与材料流 动 性与 传热 有关的 问题 等。流体运动的
4、描述方法研究 对 象 特指宏 观 尺度上 连续 介 质连续 介 质 是宏 观 上由 紧 密 连 接的大量 微 团 组 成的物体。微 团 空 间 尺度在微 观 上充分大、宏 观 上充分小，即一方面微 团 的尺度与分子运 动 尺度相比足 够 大，另一方面微 团 的尺度与所研究 问题 的特征尺度相比 应 充分小，其 结 果就是使得微 团 的平均物理量可以看成是均匀不 变 的，因而可以把 微团 看做是一个几何点 。微 团 在 时间 尺度上，要求在微 观 上充分 长 ，宏 观 上充分短。即一方面使在 进 行 统计 平均的 时间 内分子碰撞次数足 够多，能 够 得到确定的微 观 性 质 的数据；另一方面
5、进 行 统计 平均的 时间 与所研究 问题 的特征 时间 相比又要小得多，即可把平均的 时间视为 一个瞬 间 。通 过 空 间 尺度和 时间 尺度上的 规 定，微 团 在空 间 上每个 时 刻都有确定的物理量（密度、速度、温度等），也就是研究区域中每个空 间 点在每个 时 刻都有确定的物理量。物体的运 动 微 团 的运 动流体运动的描述方法欧拉方法：质点导数 欧拉方法中，要描述空 间 一点上某流 动 参数 的 变 化，就需要求流 动 参数的 质 点 导 数，也就是此流 动 参数的全 导 数（高等数学中多元函数的全 导 数概念）。(， ， )欧拉方法：质点导数 引入矢量微分算子 Hermite 算子 上式中的对流导数表示为： 流动参数质点导数一般形式：流变学基本物理量与基本概念 1、载荷类型：载荷分为体力和面力体力是指作用在微元体积上的力，如重力、惯性力、电磁力等。面力是沿着物体表面上的分布力，如风力、压力等。 2、应力
