shearing rate是什么意思，shearing rate的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

在力学和流变学领域，剪切速率 (Shear Rate) 是一个描述材料内部变形快慢的关键物理量。它定量地衡量了流体或软固体在受到平行于其表面的力（剪切力）作用时，相邻流体层或材料层之间相对运动的速度梯度。

详细解释：

1. 定义与核心概念：

   • 剪切速率 (γ̇, 读作 "gamma dot") 定义为速度随垂直于流动方向或变形方向的距离的变化率。
   • 想象两块平行平板，其间充满流体。下板固定，上板以速度 V 沿其自身平面方向运动。流体在板间形成速度分布，紧贴下板的流体层速度为零，紧贴上板的流体层速度为 V。如果两板间距为 h，则平均剪切速率 γ̇ 可以近似表示为： $$ dot{gamma} = frac{V}{h} $$
   • 更一般地，在三维空间中，剪切速率是一个张量，但在许多简单流动（如管流、狭缝流）中，常用其标量形式表示变形的强度。其国际单位是每秒 (s⁻¹)。

2. 物理意义：

   • 剪切速率直接反映了材料内部微结构（如聚合物链、颗粒、液滴）被拉伸、旋转和破坏的剧烈程度。
   • 它是区分牛顿流体和非牛顿流体的关键参数。牛顿流体的粘度是常数，不随剪切速率变化（τ = μ * γ̇）。而非牛顿流体（如血液、油漆、熔融塑料、酸奶）的粘度会显著依赖于剪切速率（例如剪切变稀或剪切增稠）。
   • 在材料加工（如注塑、挤出、涂布）和生物流体力学（如血液流动）中，控制剪切速率对于获得理想的产品质量或理解生理过程至关重要。

3. 典型应用场景与数值范围：

   • 地质构造： 地壳板块运动产生的剪切速率极低，约为 10⁻¹² 到 10⁻⁹ s⁻¹。
   • 涂料/油墨涂布： 施工过程中剪切速率较高，通常在 10⁰ 到 10⁴ s⁻¹ 范围。
   • 聚合物加工： 在挤出或注塑成型中，剪切速率范围很宽，从 10⁰ s⁻¹（在模具大截面区域）到 10⁵ s⁻¹（在喷嘴或狭缝处）。
   • 血液流动： 在人体血管中，剪切速率范围约为 10⁰ s⁻¹（大静脉）到 10³ s⁻¹（小动脉），影响血细胞行为和凝血过程。

权威参考来源：

1. 维基百科 - 流变学 (Rheology): 提供剪切速率的基本定义及其在流变学中的核心地位概述。 (https://en.wikipedia.org/wiki/Rheology)
2. ScienceDirect - 剪切速率 (Shear Rate): 工程视角下详细解释剪切速率，涵盖其测量、在非牛顿流体行为中的作用以及在工业加工中的应用。 (https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/shear-rate)
3. 美国国家标准与技术研究院 (NIST) - 流体力学组： 作为国家标准机构，NIST在计量和标准方面提供基础定义和参考，其术语表包含剪切速率等关键概念。 (https://www.nist.gov/pml/fluid-mechanics)

网络扩展资料

“Shearing rate”是工程学、物理学和材料科学中的专业术语，其含义和用法如下：

1.基本定义

• 剪切速率（shearing rate）指材料在受到剪切力作用时，单位时间内产生的形变速率。它反映了材料层间相对滑动的速度梯度，通常用符号$dot{gamma}$表示，单位为$text{s}^{-1}$。

2.应用领域

• 流体力学：用于描述流体流动时的速度梯度，例如非牛顿流体（如油漆、血液）的黏度会随剪切速率变化。
• 材料科学：分析金属、塑料等材料在加工（如挤压、注塑）中的变形行为。

3.公式表达

剪切速率的计算公式为： $$ dot{gamma} = frac{Delta v}{Delta y} $$ 其中：

• $Delta v$为相邻流体层的速度差；
• $Delta y$为两层之间的垂直距离。

4.相关概念

• 剪切应力（shearing stress）：单位面积上的剪切力，与剪切速率共同决定材料的流变特性。
• 牛顿流体：剪切应力与剪切速率呈线性关系（如水的黏度恒定）；
• 非牛顿流体：黏度随剪切速率变化（如番茄酱在搅拌时变稀）。

5.实际案例

• 在涂料涂覆过程中，高剪切速率可能导致涂料黏度降低，从而更易均匀铺展；
• 地质学中，剪切速率用于分析地壳板块运动的变形速度。

如需进一步了解具体领域（如流体类型或材料加工）的应用细节，可参考工程力学或流变学教材。

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