Реология

Реоло́гия

(от греч. rhéos — течение, поток и... логия (См. ...Логия)

наука о деформациях и текучести вещества. Р. рассматривает процессы, связанные с необратимыми остаточными деформациями и течением разнообразных вязких и пластических материалов (неньютоновских жидкостей, дисперсных систем (См. Дисперсные системы) и др.), а также явления релаксации (См. Релаксация) напряжений, упругого последействия (См. Последействие магнитное) и т.д.

Термин «Р.» ввёл американский учёный Ю. Бингам, которому принадлежат ценные реологические исследования жидкостей и дисперсных систем. Официально термин «Р.» принят на 3-м симпозиуме по пластичности (1929, США), однако отдельные положения Р. были установлены задолго до этого. Р. тесно переплетается с гидромеханикой, теориями упругости, пластичности и ползучести; в ней широко пользуются методами вискозиметрии. В основу Р. легли законы И. Ньютона о сопротивлении движению вязкой жидкости, Навье — Стокса уравнения движения несжимаемой вязкой жидкости, работы Дж. Максвелла, У. Томсона и др. Значительный вклад внесён русскими учёными: Д. И. Менделеевым, Н. П. Петровым, Ф. Н. Шведовым и советскими учёными П. А. Ребиндером, М. П. Воларовичем, Г. В. Виноградовым и др.

С проблемами Р. приходится встречаться в технике: при разработке технологии разнообразных производственных процессов, при проектных работах и конструкторских расчётах, относящихся к самым различным материалам: металлам (особенно при высоких температурах), композиционным материалам, полимерным системам, нефтепродуктам, глинам и другим грунтам, горным породам, строительным материалам (бетонам, силикатам и др.), пищевым продуктам и т.д.

В Р. существует несколько подразделов. Теоретическая Р. (феноменологическая Р., или макрореология) может рассматриваться как часть механики сплошных сред (См. Механика сплошной среды), она занимает промежуточное положение между гидромеханикой и теориями упругости, пластичности и ползучести. Она устанавливает зависимости между действующими на тело механическими напряжениями, вызываемыми деформациями, и их изменениями во времени. При обычных в механике сплошных сред допущениях об однородности и сплошности материала теоретическая Р. решает разные краевые задачи деформирования и течения твёрдых, жидких и иных тел. Основное внимание обращается на сложное реологическое поведение вещества, например когда одновременно проявляются вязкие и упругие свойства или вязкие и пластические. Общее реологическое уравнение состояния вещества пока не установлено, имеются уравнения лишь для отдельных частных случаев. Для описания реологического поведения материалов пользуются механическими моделями, для которых составляют дифференциальные уравнения, куда входят различные комбинации упругих и вязких характеристик. Реологическими моделями пользуются при изучении механических свойств полимеров, внутреннего трения в твёрдых телах и др. свойств реальных тел.

Экспериментальная Р. (реометрия) определяет различные реологические свойства веществ с помощью специальных приборов и испытательных машин.

Микрореология исследует деформации и течение в микрообъёмах, например в объёмах, соизмеримых с размерами частиц дисперсной фазы в дисперсных системах или с размерами атомов и молекул.

Биореология исследует течение разнообразных биологических жидкостей (например, крови, синовиальной, плевральной и др.), деформации различных тканей (мышц, костей, кровеносных сосудов) у человека и животных.

Лит.: Реология, пер. с англ., М., 1962; Рейнер М., Реология, пер. с англ., М., 1965; Воларович М. П., Малинин Н. И., Исследования в области феноменологической реологии, «Инженерно-физический журнал», 1969, т. 16, № 2; Успехи реологии полимеров, под ред. Г. В. Виноградова, М., 1970; Rheology, v. 1—5, N. Y., 1956—69; Flow properties of blood and other biological systems, Oxf. — [a. o.], 1960.

Н. И. Малинин.