
【化】 Bingham body
guest
be stranded; disaster; hardship
【医】 mho
body; style; substance; system
【计】 body
【医】 body; corpora; corps; corpus; leukocytic crystals; scapus; shaft; soma
Somato-
宾厄姆体(Bingham Plastic)是一种特殊的非牛顿流体模型,指在所受剪切应力未达到临界值(屈服应力)时表现出类似固体的刚性行为,超过该临界值后则像牛顿流体一样产生连续变形的物质。其名称源于美国化学家尤金·宾厄姆(Eugene C. Bingham)对该类流体的开创性研究。
屈服应力(Yield Stress)
宾厄姆体需克服特定屈服应力 (tau_0) 才能开始流动。当外部剪切应力 (tau < tau_0) 时,流体保持静止;当 (tau geq tau_0) 时,流体发生粘性流动。数学表达式为: $$ tau = tau_0 + mu_p dot{gamma} $$ 其中 (mu_p) 为塑性粘度,(dot{gamma}) 为剪切速率。
流变行为
区别于牛顿流体(剪切应力与剪切速率呈线性正比),宾厄姆体的流变曲线在屈服点前为水平线(应变速率为零),之后呈线性上升(图1)。
参考文献
: ASTM International. Standard Test Methods for Rheological Properties of Non-Newtonian Materials by Rotational Viscometer.
: American Petroleum Institute. Recommended Practice for Field Testing Water-based Drilling Fluids.
“宾厄姆体”(Bingham fluid)是一种特殊的非牛顿流体,属于塑性流体的一种,其特性介于固体和流体之间。以下是详细解释:
宾厄姆体的核心特征是存在一个临界剪切应力(屈服应力):
宾厄姆体的本构方程可表示为: $$ tau = tau_0 + mu cdot dot{gamma} quad (text{当 } tau geq tau_0) $$ 其中:
当 $tau < tau_0$ 时,应变率 $dot{gamma}=0$,即材料保持刚性。
宾厄姆体广泛存在于工业和自然界中:
牛顿流体的剪切应力与应变率成正比($tau = mu dot{gamma}$),而宾厄姆体需要先克服屈服应力才能流动,这使其在静置时更稳定,适用于需要“静止稳定、运动可控”的场景。
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