静止的时候形成三维空间结构，
施加额外的力方能破坏结构。
其它塑性体例子： 钻井泥浆、油墨
• 在爆炸条件下，要把通常的固体当作流体弹塑性体, • 兼有流体性质和弹塑性或粘弹塑性固体性质的连续介质 • 在高压、瞬时、大变形过程中, 介质的流动应力在某些部位远小于惯性力(和压力)， 因而其行为接近于流体。
挤牙膏时是什么状况？ 用力很轻时：则牙膏并不流出，只是膏面由平变凸，一松手又变平； 用力稍大时：牙膏从管中流出，再也不能缩回去；
像牙膏这类流体的特点是：
外加切力较小时，不会流动，只发生弹性变形； 一旦切力超过某一数值，体系的变形就是永久的； 具有可塑性----这样的流体称为塑性体
使塑性体开始流动所需要施加的临界切应力，称为屈服值
六、胶体的流变性质 rheologic
何谓“流变性质”？
流变性质： 是指物质在外力作用下的变形、和流动的性质
• 胶体的流变性质关联到许多重要的生产问题
• • • • • • 如油漆、 钻井液、√ 果酱、√ 血液粘度—血栓、 沥青、 陶土的成形
• 胶体流变性质常用来估计质点的大小、形状，及质点与介质间的相互作用
• 如果所调油漆太稠, • 会造成流平度不佳, 可能产生裂痕
油漆一次刷得太厚，即会造成流淌
刷的太薄—不均匀
刷得太厚—流淌
• 钻井液的流变性对钻井工作的影响
• 钻井液又称为钻井用泥浆， • 在钻井过程中用泵将钻井液送入孔中 • 可以保证高效、安全钻井，防止井漏、井喷
对其要求是： 高剪切速率下 要求钻头处 钻井液的粘度要低， 低有利于高压喷射钻井 低剪切速率下 要求（环空内）粘度增加 既有利于带沙、提屑， 利用较粘稠的泥浆 可起到好的粘结护壁作用
研究血液有形成分的流变学，如红细胞的变形、聚集、表面电荷等， 血细胞流变学 红细胞聚集性、红细胞变形性、血小板聚集性、血小板地带网粘附性等， 细胞流变学 从分子水平研究血液成分的流变特性， 分子血液流变学
血流变仪
流变性与非牛顿流体的概念密切相关
1、基本概念和术语
⑴ 切变速度、切应力与粘度 最熟悉的流变性质是粘度，粘度表示液态物质在流动时内摩擦力的大小。 为了给粘度下定义，先来分析一下液体的流动：
研究全血在各切变率下的表现粘度称为宏观流变学 了解和掌握血液在人体内的流动状态，是处于生理状态还是处于病理状态 宏观血液流变学检验重要指标为：血液粘度、血浆粘度、血沉、血液及管壁应力分布
粘度是衡量物质粘稠程度的物理量，物质的流动性与其粘稠程度有很大关系。 如水、牛奶很稀易于流动，而油、沥青就很粘稠不易流动。 血具一定粘度，这是因为血液中含多量红细胞、白细胞、血小板等。 血浆中含各种蛋白，尤其红细胞的软硬程度、聚集能力、变形能力等影响血液粘度
增加血粘度，使血流缓慢，导致血栓形成
⑵ 影响稀浓度胶体溶液粘度的因素 ① 分散相浓度，爱因斯坦公式：η=η0(1+2.5Φ) ，Φ为分散相的体积分数，η0为介质粘度 ② 温度； ③ 质点形状：质点形状对称，符合爱因斯坦公式
质点形状不对称，则偏离公式，粘度增加。
④ 质点大小：质点形状对称，粘度与大小无关，
有时为了工业生产的目的，在某种牛顿流体中，加入一些聚合物，在改进其性能的同时，也将
其变成为非牛顿流体，如为提高石油产量使用的压裂液、新型润滑剂等。 也有人将血液、果浆、蛋清、奶油等这些非常黏稠的液体，牙膏、石油、泥浆、油漆、各种聚 合物（聚乙烯、尼龙、涤纶、橡胶等）溶液等非牛顿流体，称为软物质
非牛顿流体的奇妙特性及应用
钨合金穿甲弹
流体弹塑性体模型和理论的提出者----郑哲敏院士
1924年10月2日 生於山东省济南市 1943～1947年 西南联合大学电机工程系及机械工程系 1948～1952年 美国加利福尼亚理工学院机械工程系 1955年回国
著名力学家、爆炸力学专家。 长期从事固体力学研究，开拓了我国的爆炸力学事 业。
• 对于牛顿流体来说，在虹吸实验时，如果将虹吸管提离液面，虹吸马上就会停止。 • 但对高分子液体，如聚醣在水中的轻微凝肢体系等，很容易表演无管虹吸实验。 • 这种无管虹吸的特性，是合成纤维具备可纺性的基础。
湍流减阻
• 减阻效应也称为Toms效应， • 虽然道理尚未弄得中添加少量聚乙烯氧化物， • 可使消防车龙头喷出的水的扬程提高一倍以上
设计混合器时，必须考虑 爬杆效应的影响。 同样，设计非牛顿流体的 输运泵时，也应考虑和利 用这一效应
无管虹吸
将管子慢慢地从容器拨起时， 可看到虽然管子己不再插在液体里。 液体仍源源不断地从杯中抽出，继续流进管里。 甚至更简单些，连虹吸管都不要， 将装满该液体的烧杯微倾，使液体流下， 该过程一旦开始，就不会中止，直到杯中液体都流光
果酱太黏： 果酱太稀：
要使制品粒子均匀分散性更好，还要使得果酱中质体不离析
去医院验血，己不再是”血粘度检查”，而是”血液流变学检查”，什么叫血液流变学 ?
1920年，Binham首先提出流变的概念：在应力的作用下，物体可产生流动与变形； 1948年，Copley提出生物流变的概念， 血液、淋巴液、玻璃体，软组织如血管、肌肉、晶体、骨骼，细胞质均可发生流变； 1951年，开始研究血液及其有形成分的流动性与形变规律的血液流变学；
⑶ 高浓度分散体系的流变性质
• 以切变速度对切应力作图 • 可以将浓度较高的分散体系按流变曲线分为四类： • • • • 牛顿型； 塑性体； 假塑体； 涨流体；
•第五类------触变流体型；
流变曲线
• ① 牛顿体 • D-τ关系为直线，且通过原点
• 在任意小的外力的作用下，液体就能发生流动。
• 牛顿流体是指在任意小的外力作用下即能流动的流体 • 牛顿流体单用粘度就足以表征其流变性。
④ 涨流体 dilatant fluid 流变曲线通过原点，为凹向切力轴曲线，
涨流体的表观粘度随切速增加而变大, 搅动越快，显得越稠。 例如：淀粉 涨流体的形成通常需要满足两个条件： A、分散浓度需要相当大，且在一个比较狭窄的范围内； B、颗粒应当是分散的，而不是聚集的，由此粘度小；
切力较大时，许多颗粒搅在一起，流动阻力增大，显得越稠。
• 射流胀大 • 这种射流胀大现象，也叫Barus效应，或Merrington效应
奶酪生产情景：
奶酪从管中流出后马上胀大
爬杆效应
• 1944年Weissenberg在英国伦敦帝国学院，公开表演了一个有趣的实验： • 在一只盛有黏弹性流体（非牛顿流体的一种）的烧杯里，旋转实验杆。
对牛顿流体， 由于离心力的作用，液面将呈凹形； 对黏弹性流体，向杯中心流动，并沿杆向上爬，液面变 凸形，甚至在杆旋转速度很低时，也可观察到这一现象
提出了流体弹塑性体模型和理论， 在爆炸加工、岩土爆破、核爆炸效应、穿甲破甲、材料动 态破坏、瓦斯突出等方面取 得重要成果
③ 假塑体 pseudoplastic fluid
流变曲线通过原点，为凸向切力轴曲线，无屈服值，
表观粘度随切力增加而下降， 整体结构很弱，越搅越快，显得越稀。 大多高分子溶液、乳状液属于假塑体。 选煤厂煤泥的流变性, 选煤厂煤泥浆在浓度为61-68％时主要表现为宾汉体----塑性体; 在浓度为68-73％时主要表现为假塑性体; 当浓度大于73％时又表现为宾汉体.
若不对称，则大质点粘度大。
⑤ 电荷的影响：粒子带电，粘度增加。
形形色色的非牛顿流体
• 血液、淋巴液、囊液等，以及像细胞质那样的“半流体”，
• 聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液、工程塑料、化纤的熔体、溶液； • 石油、泥浆、水煤浆、纸浆、油漆、油墨、牙膏、钻井用的洗井液和完井液、磁浆、泡沫、液晶、高含 沙水流、泥石流、地幔等； • 西红柿汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、菜汤、浓糖水、酱油、果酱、炼乳、琼脂、土豆浆、熔化巧克力、 面团、米粉团、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料。
在流速较慢的河里， 河道各处水流方向虽一致，但速度却很不相同。 此时，可以把流动的液体看作相互平行移动的液层
水的流速
离 河 岸 的 距 离 河的中心处水流最快
越靠近河岸，水流越慢
• 由于各层的流速不同，便形成速度梯度。 • 流动慢的液层阻滞着较快流动的液层运动
• 产生了流动阻力。
液层要维持一定的速度梯度流动，必须获得一个与流动阻力相反的反向力。 这个力称为切力τ ，单位是N/m2。 速度梯度也叫切变速度D，简称切速。 η为粘度 切速与切力间的关系式 称为牛顿公式： 凡是符合牛顿公式的流体称为牛顿流体； 反之为非牛顿流体；
全血粘度测定的正常参考值 •男 全血低切粘度 7.51 ‒ 10.09 mpa.s 女 全血低切粘度 5.84 - 8.05 mpa.s •男 全血高切粘度 5.63 ‒ 6.67 mpa.s 女 全血高切粘度 4.74 - 5.86 mpa.s 血粘度高：引起血流阻力增加，血流速度减慢，导致血流停滞，影响脏器血液供应
聚能效应示意图
聚能装药在爆炸后， 爆轰波从起爆处迅速向前传播，到达V形部分
爆轰波波阵面和其后形成的爆轰产物压力波的一个侧向分量 将V字形金属药罩向内高速压垮
由于受到的是高速冲击， 此时金属药罩有部分处于一种流动的固体状态， 该状态称之为流体弹塑性体， 这就是间隔装甲防破甲所依赖的原理
我军最新式99主战坦克穿甲弹
• 全血粘度测定也使用这个模型
空腹静脉血5ml,以肝素或EDTA盐抗凝，4h内测定 全血粘度的报告方式一般包括高、低切变率下的粘度
• 血液在血管内作稳态流动时分为许多液层，每层流速不同， 愈靠近血管中心，流速愈快，距血管中心愈远，流速愈慢。 管壁处的血液附着在管壁上，流速为零。称为血液的层流。 在液层流中，相对移动的各层之间产生的内摩擦力的方向一般是沿液层面的切线， 流动时，血液的变形正是这种力所引起的，就是切应力。 在层流中，单位距离的血液的液层流速不同，层间速度差叫切变速度,简称切变率（s-1）， 切变率分类：高切变率（范围100～200 s-1）， 中切变率（50～60 s-1） 低切变率（1～20 s-1）。