流速－應力曲線英文解釋翻譯、流速－應力曲線的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 rate of flow-strees curve

分詞翻譯：

流速的英語翻譯：

velocity of flow
【經】 flow rate; flow velocity

應力的英語翻譯：

stress
【化】 stress
【醫】 stress

曲線的英語翻譯：

curve
【醫】 curve
【經】 curve

專業解析

流速-應力曲線 (Flow Rate-Stress Curve) 指在流體力學和材料科學中，描述流體（特别是非牛頓流體）或軟物質的剪切應力 (Shear Stress) 與流速 (Flow Rate) 或剪切率 (Shear Rate) 之間關系的圖形化表達。其核心在于揭示材料在流動過程中的流變行為 (Rheological Behavior)。

物理意義與核心參數
- 剪切應力 (τ, Shear Stress)：表示流體内部相鄰流層之間單位面積上的切向作用力，單位為帕斯卡 (Pa)。它反映了使流體發生流動或變形的内在阻力。
- 流速/剪切率 (γ̇, Shear Rate)：描述流體内部速度梯度或變形速率的物理量。對于管道流動，剪切率與流速相關（例如，在毛細管流變儀中，管壁處的剪切率 γ̇_w = (4Q)/(πR³)，其中 Q 為體積流速，R 為管道半徑）。單位為每秒 (s⁻¹)。
- 曲線關系：該曲線以剪切應力 (τ) 為縱軸，剪切率 (γ̇) 或流速 (Q) 為橫軸繪制。其形狀和斜率直接表征了流體的類型和特性。
揭示流體類型與行為
- 牛頓流體 (Newtonian Fluid)：曲線為一條通過原點的直線，斜率恒定，即粘度 (η = τ / γ̇) 為常數，不隨剪切率變化（如水、礦物油）。
- 非牛頓流體 (Non-Newtonian Fluid)：
  - 剪切變稀 (Shear Thinning/Pseudoplastic)：曲線為凹向剪切率軸的曲線，粘度隨剪切率增加而減小（如塗料、番茄醬、血液）。
  - 剪切增稠 (Shear Thickening/Dilatant)：曲線為凸向剪切率軸的曲線，粘度隨剪切率增加而增大（如高濃度懸浮液、玉米澱粉水溶液）。
  - 賓漢流體 (Bingham Plastic)：曲線不通過原點，存在一個屈服應力 (Yield Stress, τ_y)，隻有當施加的應力超過 τ_y 時，流體才開始流動，之後可能表現為牛頓性或剪切變稀性（如牙膏、泥漿）。
  - 觸變性 (Thixotropic) 與震凝性 (Rheopectic)：曲線表現出滞後環，粘度不僅取決于當前剪切率，還取決于剪切曆史（觸變性粘度隨時間恢複，震凝性粘度隨時間增加）。
關鍵應用領域
- 材料設計與質量控制：指導聚合物熔體、塗料、油墨、食品、藥品、化妝品等産品的配方設計和工藝優化（如注塑成型、擠出、塗布），确保其具有所需的流動和鋪展性能。
- 過程工程：計算管道輸送阻力、泵的選型與功率需求、混合效率評估等。
- 生物力學研究：分析血液、黏液、細胞質等生物流體的流動特性，理解其在生理或病理狀态下的行為。
- 地質與石油工程：研究鑽井泥漿、壓裂液、岩漿、沉積物等的流變性質。
測量方法流速-應力曲線主要通過流變儀 (Rheometer) 測量獲得，常見類型包括：
- 旋轉流變儀：使用錐闆 (Cone-Plate)、平行闆 (Parallel-Plate) 或同軸圓筒 (Couette) 夾具，通過控制剪切率或剪切應力來測量另一者的響應。
- 毛細管流變儀：通過測量流體在恒定壓力或恒定流速下通過毛細管的流量和壓力降，計算管壁處的剪切應力和剪切率。

權威參考來源：

《非牛頓流體力學》(陳文芳著)：系統闡述非牛頓流體本構方程和流動特性，包含各類流速-應力曲線分析。(經典教材)
《聚合物加工流變學》(Z. Tadmor, C. G. Gogos 著)：深入探讨聚合物熔體在加工過程中的流變行為，流速-應力曲線是核心内容。(權威專著)
美國材料與試驗協會 (ASTM) 标準：如 ASTM D2196 (旋轉粘度計測試非牛頓流體)、ASTM D3835 (毛細管流變儀測試聚合物熔體) 等，規範了流速-應力曲線的标準測量方法。(國際标準)
Society of Rheology 官網資源：提供流變學基礎概念、教育材料和最新研究進展。(專業學會)

網絡擴展解釋

流速－應力曲線是描述流體或材料在受力狀态下流動速率與所受應力之間關系的曲線，主要應用于流變學和工程領域。以下為詳細解釋：

1. 基本定義

該曲線反映了流體（如非牛頓流體）或塑性材料在不同應力作用下對應的流動速率變化。例如，剪切增稠流體在應力增加時流速會降低，而剪切變稀流體則相反。在管道流動中，流速與剪切應力直接相關，通常表現為非線性關系（尤其在複雜流體中）。

2. 核心要素

流速：單位時間内流體質點通過的距離，平均流速常通過薛齊公式計算： $$ v = C sqrt{R cdot I} $$ 其中$R$為水力半徑，$I$為比降，$C$為經驗系數。
應力：流體内部單位面積上的作用力，如剪切應力與法向應力。在牛頓流體中，剪切應力$tau$與流速梯度成正比（$tau = mu frac{dv}{dy}$，$mu$為粘度）。

3. 應用領域

流變學研究：用于表征聚合物熔體、血液等非牛頓流體的流動特性。
地質工程：分析地幔對流、冰川運動等長期應力作用下的流動行為。
工業設計：優化管道輸送系統，通過流速-應力關系選擇合適管材與泵功率。

4. 實際意義

通過該曲線可判斷材料的流動阈值（如賓漢流體需超過屈服應力才開始流動），為石油鑽井、3D打印等工藝參數提供理論依據。例如，在頁岩氣開采中，壓裂液的流速-應力特性直接影響裂縫擴展效果。

注：不同文獻中對曲線的命名可能略有差異，建議查閱具體領域的實驗手冊或流變學專著獲取更精确的定義。