开尔文模型英文解释翻译、开尔文模型的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Kelvin model

分词翻译：

开的英语翻译：

unclose
【化】 carat
【医】 carat

尔的英语翻译：

like so; you

文的英语翻译：

character; civil; gentle; language; paint over; writing

模型的英语翻译：

former; matrix; model; mould; pattern
【计】 Cook-Torrance model; GT model GT; MOD; model; mosel
【医】 cast; model; mold; mould; pattern; phantom
【经】 matrices; matrix; model; pattern

专业解析

开尔文模型（Kelvin Model），在材料力学和流变学中，是一种描述粘弹性材料行为的经典力学模型。它由英国物理学家开尔文勋爵（Lord Kelvin）提出，因此得名。该模型特别适用于模拟具有延迟弹性响应的材料，即材料在受力后应变会随时间逐渐发展至平衡状态，卸载后应变也会缓慢恢复。

核心概念与组成

开尔文模型由一个弹簧（代表弹性响应）和一个粘壶（代表粘性响应）并联而成：

弹簧（弹性元件）：遵循胡克定律，应力 $sigma_e$ 与应变 $varepsilon$ 成正比：$sigma_e = E varepsilon$，其中 $E$ 为弹性模量。
粘壶（粘性元件）：遵循牛顿流体定律，应力 $sigma_v$ 与应变率 $dvarepsilon/dt$ 成正比：$sigma_v = eta frac{dvarepsilon}{dt}$，其中 $eta$ 为粘度系数。

本构方程（应力-应变关系）

由于弹簧和粘壶并联，模型承受的总应力 $sigma$ 等于弹性应力与粘性应力之和： $$ sigma = sigma_e + sigma_v = E varepsilon + eta frac{dvarepsilon}{dt} $$ 这个微分方程是开尔文模型的核心，描述了粘弹性材料的应力如何同时依赖于瞬时应变和应变率。

典型力学响应

蠕变响应（恒定应力下）：
- 当施加恒定应力 $sigma_0$ 时，解本构方程可得应变随时间的变化： $$ varepsilon(t) = frac{sigma_0}{E} (1 - e^{-t/tau}) $$ 其中 $tau = eta / E$ 称为延迟时间或松弛时间。
- 应变从零开始，渐近地趋近于平衡值 $sigma_0 / E$，不会发生瞬时弹性变形（这是与麦克斯韦模型的关键区别之一）。卸载后，应变会完全恢复，但也是指数衰减形式。
应力松弛（恒定应变下）：
- 开尔文模型在恒定应变下不能描述应力松弛。因为并联结构在应变固定时，弹簧提供恒定应力，粘壶不产生应力（应变率为零），总应力保持恒定。要描述应力松弛现象，需要使用麦克斯韦模型或其组合模型（如标准线性固体模型）。

主要特点总结

瞬时弹性变形为零：加载瞬间，粘壶阻止了弹簧的瞬时变形。
延迟弹性变形：应变随时间逐渐增加至平衡值。
完全恢复性：卸载后，应变随时间完全恢复至零（无永久变形）。
无应力松弛能力：在恒定应变下，应力不会随时间衰减。
代表粘弹性固体行为：特别适合模拟橡胶、生物组织（如软骨）等在长期载荷下表现出显著蠕变但最终可恢复的材料。

应用领域

开尔文模型广泛应用于：

聚合物科学：分析橡胶、凝胶等的蠕变行为。
生物力学：模拟肌肉、韧带、软骨等软组织的粘弹性。
岩土工程：研究土壤、软岩的长期变形。
食品工程：分析凝胶状食品的质地。
粘弹性阻尼器设计：理解耗能机制。

参考来源

R. M. Christensen, Theory of Viscoelasticity: An Introduction (Academic Press, 1982) - 经典粘弹性理论教材，详细推导了开尔文模型及其响应。
J. D. Ferry, Viscoelastic Properties of Polymers (Wiley, 1980) - 聚合物粘弹性领域的权威著作，包含开尔文模型在聚合物中的应用分析。
Y. C. Fung, Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues (Springer, 1993) - 生物力学经典，阐述了开尔文模型在生物组织建模中的适用性。
I. M. Ward & J. Sweeney, An Introduction to the Mechanical Properties of Solid Polymers (Wiley, 2004) - 固体聚合物力学导论，涵盖基础模型如开尔文模型。

网络扩展解释

开尔文模型（Kelvin Model）是流变学中描述粘弹性材料行为的经典力学模型之一，其核心特点是通过并联的弹簧和粘壶元件模拟材料的延迟弹性响应。以下是综合多个权威来源的详细解释：

一、基本构成

开尔文模型由弹簧（弹性元件）和粘壶（阻尼元件）并联组成：

弹簧：代表材料的弹性特性，符合胡克定律（应力σ与应变ε成正比，σ = Eε）。
粘壶：代表材料的粘性特性，符合牛顿流体定律（应力与应变率成正比，σ = η·dε/dt）。

二、本构方程

模型的总应力为两元件应力之和，推导出微分方程形式的本构关系： $$ σ = Eε + ηfrac{dε}{dt} $$ 其中，E为弹性模量，η为粘性系数。

三、蠕变响应特性

在恒定应力σ₀作用下，模型的应变随时间逐渐增加并趋于稳定，表现为延迟弹性： $$ ε(t) = frac{σ₀}{E} left(1 - e^{-t/tau}right) $$ 式中，τ = η/E为松弛时间常数，反映应变达到稳态值的快慢。

四、典型行为

无瞬时变形：加载瞬间仅粘壶响应，应变需随时间累积。
应力松弛受限：并联结构导致应力无法完全松弛，最终保持恒定弹性应变。
卸载延迟恢复：撤除外力后，弹性应变因粘壶阻滞缓慢恢复。

五、应用领域

工程材料：常用于分析泡沫材料、高分子聚合物的蠕变行为。
地质力学：描述岩石等粘弹性介质的长期变形。

与其他模型的区别

与麦克斯韦模型（弹簧与粘壶串联）不同，开尔文模型更适用于以粘性为主导的延迟弹性材料，如沥青、生物软组织等。

如需进一步了解具体方程的推导或实验验证方法，可参考百度文库的流变学教材（来源4/5/7）。