Comportamiento anelastico

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Capitulo IV: Comportamiento Anelástico Ciencia de Materiales 2011-2

REOLOGIA: “Rheology is the study of the flow of materials that behave in an interesting or unusual manner. Oil and water flow in familiar, normal ways, whereas mayonnaise, peanut butter, chocolate, bread dough, and silly putty flow in complex and unusual ways. In rheology, we study the flows of unusual materials “… all normalor Newtonian fluids (air, water, oil, honey) follow the same scientific laws. On the other hand, there are also fluids that do not follow the Newtonian flow laws. These non-Newtonian fluids, for example mayo, paint, molten plastics, foams, clays, and many other fluids, behave in a wide variety of ways. The science of studying these types of unusual materials is called rheology” *Faith Morrison,“The News and Information Publication of The Society of Rheology”, Vol 73(1) Jan 2004, pp 8-10

Prof. Patricio Cendoya H. Departamento de Ingeniería Civil

Capitulo IV: Comportamiento Anelástico Ciencia de Materiales 2011-2

FLUIDEZ Y VISCOSIDAD

Flujo Laminar: El fluido se desplaza en forma suave. Es dividido en láminas, donde cada lámina superior se desplaza con velocidad mayor con respectoa la de más abajo, siendo nula la velocidad de la lámina que se contacta con la base. El cambio de velocidad con respecto a la posición se llama razón de flujo o gradiente de velocidad y se expresa como:
& ε=γ=

∂u =D ∂x

La expresión o Ley de newton para fluidos es:
τ=µ ∂u & = µγ = µD ∂x

El coeficiente de proporcionalidad es la viscosidad dinámica µ que se supone constante, en el casode los fluidos no newtonianos las relaciones entre los esfuerzos de corte y el gradiente de velocidad son más complicadas y además la viscosidad puede depender de algunas variables del sistema.

Prof. Patricio Cendoya H. Departamento de Ingeniería Civil

Capitulo IV: Comportamiento Anelástico Ciencia de Materiales 2011-2

La viscosidad dinámica o absoluta, representa la pendiente en la curvade fluidez (esfuerzo cortante frente a velocidad de deformación). En cambio, la viscosidad aparente µ se define como el cociente entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación.

Por último existe otro término de viscosidad “ν“denominado viscosidad cinemática, que relaciona la viscosidad dinámica con la densidad del fluido utilizado. Las unidades más utilizadas de esta viscosidad sonlos centistokes [cst]. 1 stoke = 100 centistokes = cm2/s Su ecuación es la siguiente:

ν=

µ ρ

Siendo: ν : viscosidad cinemática. µ : viscosidad dinámica. ρ: densidad del fluido.

Prof. Patricio Cendoya H. Departamento de Ingeniería Civil

Capitulo IV: Comportamiento Anelástico Ciencia de Materiales 2011-2

EJEMPLO: Material Aire Agua Resinas o Gomas Asfaltos y Plásticos VidrioViscosidad (Pa*s) 10-5 10-3 102 – 108 104 – 1011 1011 – 1019

Los fluidos que satisfacen la Ley de newton, se conocen como fluidos Newtonianos, gráficamente:

Tipo de fluidos:

Existen 3 tipos de fluidos: NEWTONIANOS (proporcionalidad entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación). NO NEWTONIANOS (no hay proporcionalidad entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación)

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Prof. Patricio Cendoya H. Departamento de Ingeniería Civil

Capitulo IV: Comportamiento Anelástico Ciencia de Materiales 2011-2

Prof. Patricio Cendoya H. Departamento de Ingeniería Civil

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VISCOELÁSTICOS (se comportan como líquidos y sólidos, presentando propiedades de ambos).

Materiales No Newtonianos Muchassuspensiones particularmente las concentraciones como los polímeros blandos y otros materiales moleculares complejos son usualmente No Newtonianos. En donde la viscosidad no es constante con la temperatura, si no que es función del esfuerzo tangencial y del tiempo. Clasificándose de la siguiente manera: Independientes del tiempo µ = f(τ, dγ/dt) Dependientes del tiempo µ = f(τ, dγ/dt,t)...
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