مرونة لزجة

وليد خليفة ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال

المرونة اللزجة Viscoelasticity هي خاصية للمواد التي تـُبدي سمات لزجة و مرنة في آن واحد عندما تتعرض للتشوه. المواد اللزجة, مثل العسل, تقاوم shear flow و strain linearly with time when a stress is applied. Elastic materials strain instantaneously when stretched and just as quickly return to their original state once the stress is removed. Viscoelastic materials have elements of both of these properties and, as such, exhibit time dependent strain. Whereas elasticity is usually the result of bond stretching along crystallographic planes in an ordered solid, viscoelasticity is the result of the diffusion of atoms or molecules inside of an amorphous material .

ميكانيكا الاستمرارية

الحفاظ على الكتلة الحفاظ على العزم معادلات ناڤييه–ستوكس الميكانيكا الكلاسيكية إجهاد · إنفعال · Tensor ميكانيكا الجوامد صلب· المرونة اللدونة · قانون هوك Rheology · مرونة لزجة ميكانيكا الموائع الموائع · استاتيكا الموائع ديناميكا الموائع · لزوجة · موائع نيوتونية موائع غير نيوتونية شد سطحي العلماء نيوتن · ستوكس · كلود-لوي ناڤييه · كوشي· هوك · غيرهم

والمرونة اللزجة (Viscoelasticity) فرع الميكانيكا الذى يدرس خواص مادة لزجة ذات مرونة معينة مثل القدرة على اختزان طاقة تغيير الشكل .

• مادة لزجة مرنة (viscoelastic substance ) مادة جامدة أو سائلة يمكنها أن تخزن الطاقة أو تبددها أثناء حدوث تشوه ميكانيكي فيها. انظر كذلك: سائل مرن elastic liquid.

أشكال المواد اللزجة مرنة تستخدم غالبا لوصف تصرف الجلد البشري, اللدائن, التربة, وهكذا. كما تستخدم أيضا في المواد الكلفينية والمواد الماكسويلية. ويمكن تمثيل كل واحدة فيهم بياي ومجموعة أواني متحدة في شكل متوالي ومتوازي.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 خلفية

Different types of responses ($\sigma$) to a change in strain rate (d$\varepsilon$/dt)

المادة اللزجة مرنة هى التى:

• لها انفعال مرن في منحنى الإجهاد-الإنفعال.
• يحدث لها إسترخاء إجهادي: زيادة الإنفعال بخطوات ثابتة تسبب قلة في الإجهاد.
• يحدث لها زحف: زيادة الإجهاد بخطوات ثابتة تسبب قلة في الإنفعال.

 السلوك المرن مقابل السلوك السلوك المرن اللزج

Stress-Strain Curves for a purely elastic material (a) and a viscoelastic material (b). The red area is a hysteresis loop and shows the amount of energy lost (as heat) in a loading and unloading cycle. It is equal to $\oint \sigma \,d\varepsilon$, where $\sigma$ is stress and $\varepsilon$ is strain.

 أنواع المرونة اللزجة

المرونة اللزجة الخطية ( Linear viscoelasticity) تحدث عندما تكون الدالة معادلة تفاضلية يمكن فصلها في كل من الإستجابة للزحف والحمل. يمكن تمثيل كل اللزوجة المرنة الخطية بمعادلة فولتيررا لربط كل من الإجهاد والإنفعال:

$\epsilon (t)={\frac {\sigma (t)}{E_{inst,creep}}}+\int _{0}^{t}K(t-t^{\prime })\sigma (t^{\prime })dt^{\prime }$

أو:

$\sigma (t)=E_{inst,relax}\epsilon (t)+\int _{0}^{t}F(t-t^{\prime })\epsilon (t^{\prime })dt^{\prime }$

حيث t - الزمن, $\sigma (t)$ الإجهاد, و $\epsilon (t)$ الإجهاد, و $E_{inst,creep}$ و $E_{inst,relax}$ معاملات المرونة اللحظية للزحف والإسترخاء, و K(t) دالو الزحف. و F(t) دالة الإسترخاء.

المرونة اللزجة الخطية يمكن تطبيقها فقط للإنحلال الصغير.

المرونة اللزجة اللاخطية ( nonlinear viscoelasticity) مرونة الموائع التى لا يخضع الإجهاد والإنفعال فيها لمعادلة تفاضلية خطّية. وهي تحدث عندما تكون الدالة معادلة تفاضلية لا يمكن فصلها. وغالبا ما تحدث عندما يكون الإنحلال كبير أو أن المادة تغير من خواصها عند الإنحلال.

 Dynamic modulus

المقالة الرئيسية: Dynamic modulus

Complex Dynamic modulus G can be used to represent the relations between the oscillating stress and strain:

$G=G'+iG''$

where i = $sqrt(-1)$; $G'$ is the storage modulus and $G''$ is the loss modulus:

$G'={\frac {\sigma _{0}}{\varepsilon _{0}}}\cos \delta$

$G''={\frac {\sigma _{0}}{\varepsilon _{0}}}\sin \delta$

where $\sigma _{0}$ and $\varepsilon _{0}$ are the amplitudes of stress and strain and $\delta$ is the phase shift between them.

 الزحف المرن اللزج

•  مقالة مفصلة: زحف (تشوه)

Applied stress (a) and induced strain (b) as functions of time for a viscoelastic material.

 المصادر

• معاجم المصطلحات العلمية التى أقرها مجمع اللغة العربية بالقاهرة
• ويكيبيديا الإنجليزية.