流变学的研究对象

漫谈流变学的研究对象和产生简史．说明流变学在力学中是沟通流体力学与固体力学的学科．     

流变学中的 Deborah 数

流变学所考虑的对象,可以说介于固体和流体之间.固体力学中考虑介质的变形,流体力学则考虑介质的流动,流变介质既有流动又有变形.创立流变学的是美国的宾厄姆(C.E.Bingham 1878$\sim$1945, 也翻译为宾汉),他把流变学定义为``流动和变形的学科'. 但是, 他为流变学起的名词 rheology 却是``流 rheo 的学问 logy',他为流变学会的会徽上写上了希腊文``一切皆流'.我不清楚在中文里,``流变学'这个词是怎样确定下来的, 大概是``约定俗成'吧.最早正式出版的流变学中文书为袁龙蔚(1928$\sim$2004) 编著的(1961年,上海科技出版社) . 汉语术语``流变学'体现了``既流又变'的性质.流变学中有个无量纲数 Deborah 数, 是以色列学者 M. Reiner (1886$\sim$1976)引进的,这个数的定义为松弛时间与观测时间之比,它刻画了``像流体那样流动'的程度.形象化地说, Deborah数很小, 则介质变形是主要的, 这个数很大, 则流动是主要的.极而言之, 固体变而不流,则 Deborah 为零. 流体在流, 说变形已不合适, 则 Deborah数为无穷大. Deborah 的汉译, 《力学名词》(科学出版社,1993年)和《流变学词汇》(科学出版社, 1990)都是``德博拉'. 这个 Deborah是圣经中一个女先知的名字,现也作为女子常用名字. 在圣经通用的版本中, 女先知Deborah 译为``底波拉'. Reiner 引进的无量纲数以 Deborah 命名,因为这个女先知说, 在上帝面前, 大山也会流动. 有趣的是,圣经的现代翻译(英文,中文)里, 查不到``山会流'的说法, 而 Reiner则认为,英文翻译得不确切, 没有忠实于圣经旧约的原文------希伯来语 (注意: Reiner是以色列人).圣经 (教会内规定版本) 上有关的话为: 士师记,第5章, 5:``山见耶和华的面就震动', 相应的英文为 Judges, 5.5:``The mountains quaked before the Lord.' Reiner关于 Deborah 数的短文见 Physics Today, vol 17, No.1, p62.     

世纪之交的力学—参加第20届国际理论与应用力学大会有感

１引言 国际理论与应用力学大会 （Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ Ｃｏｎ－ｇｒｅｓｓ ｏｆ　Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　 ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ 　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ,简称ＩＣＴＡＭ）每四年召开一次,素有力学“奥林匹克运动会”之称．第２０届 ＩＣＴＡＭ于 ２０００年 ８月 ２７日至９月２日在美国芝加哥市举行．ＩＣＴＡＭ历来有着活跃在力学研究最前沿的众多学者出席,交流着大量成果,涉及力学理论与应用的各个方面,基本上反映出力学的整体新进展．鉴于参加本次会议的国内代表只有２０多人,应《力学进展》之约,我们共同撰写了这份报…     

《天工开物》中的强度知识

<正> 宋应星《天工开物》初版于1637年(明崇祯十年),是一部百科全书式的古代科学技术名著.它涉及农业、手工业等许多部门,以及生物、物理、化学等不少学科.下面介绍其中反映的在材料强度科学上的经验和知识).     

21世纪初的力学发展趋势

回顾力学发展史，阐明在科技发展过程中力学对于认识自然规律和解决工程技术问题中的地位和作用；提出在固体力学、流体力学、一般力学以及有关力学的若干交叉学科领域中的一些重要研究课题；展望２１世纪（特别是２１世纪前期）的力学发展趋势．     

2003年度力学科学处面上项目资助情况介绍

经力学专家评审组及数理科学部工作会议审议, 2003年度力学科学处面上资助项目已确定(见附表1).现将有关信息公布如下: (1)面上各类项目的申请项数和3年期资助项目的项数、金额、平均强度为(表1).     

力学在三峡工程中的应用

本文概述了36年来为三峡枢纽而开晨的工程力学科研工作,包括流体力学(水力学、河流动力学及泥沙,渗流力学,水下冲击波等)和固体力学(岩石力学、土力学、材料力学、结构力学、爆破力学、工程动力学、监测等)各个专业领域.有些问题涉及多个学科专业.通过“七五”攻关,为解决三峡工程不同设计阶段的技术难题,提供了大量的科研成果.     

流体力学与生物流变学

<正> “流变学(rheology)”这一术语一般表示对物质的变形与流动的研究,从逻辑上说,也该包含流体力学。可是,我的朋友,已故的George W Scott Blair曾告诉我,他参与创建流变学协会的会议(1929年于美国首都华盛顿)曾决定把流变学限于对非牛顿系统的研究。之所以做这一决定,是为了保护流变学这门新兴学科不致被其他学科所淹没。然而,早期的几次学术会议并没有强制只讨论非牛顿流体,还进而成立了生物流变学的组织。这些会议对于发展生物流变学已经并将继续发挥重要的作用。因为许多生物学系统尤其是血液都是多成份的弥散体,即使它们的各个成份都是牛顿流体,它们的总体性质也会是非牛顿的。所以在生物流变学(包括血液流变学——这是生物流变学迄今最为活跃的领域)历次学术会议上,也一直有人宣读经典流体力学分析的工作。     

2003年度力学科学处基金项目受理情况

为便于力学专家及时了解2003年度的基金项目申请信息,将数理科学部力学科学处受理的面上项目、重点项目、国家杰出青年科学基金及海外(香港、澳门)青年学者合作研究基金项目的受理情况做一介绍.     

趣谈半爿自行车

叙述半爿自行车（halfbike）的产生及与普通自行车的差异.解释半爿自行车利用骑车人身体动作控制方向的力学原理.     

风如拔山怒,雨如决河倾——漫话台风

台风是有很强破坏力的气象灾害,从流体力学的角度看,台风或飓风的形成、发展加强、移动、减弱和消失都是大尺度流体运动不稳定的过程.讨论了台风生成的条件,台风的结构,台风从生成到消亡的3个阶段以及消亡的原因.     

龙尾不卷曳天东---漫话龙卷风

龙卷风是一种由大气流动不稳定性产生的灾害天气现象,是云层中雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式. 本文探讨了龙卷风的形成过程, 介绍了各种各样的龙卷风以及美国为什么龙卷风多的原因.     

山抬风雨来, 海啸风雨多——————漫话海啸

地震的伴生灾害中最具破坏力的是海啸. 从力学角度讨论了海啸的形成原因, 以及与 海啸有关的一些问题. 海啸形成的原因有3个：地震、海底火山爆发或海底崩塌、以及宇宙 天体的影响. 世界上最早有海啸文字记录的是中国, 日本是发生海啸最多的地区.     

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叙述单轨火车的发展简史,解释利用陀螺效应直接稳定车厢的力学原理.     

曾逐东风拂舞筵------再谈自激振动

叙述自激振动的产生机理,以及日常生活和工程技术中存在的各种自激振动.     

聊聊动态塑性和黏塑性

固体力学研究者致力于具有应力-应变本构关系（以下简称为形变型本构关系）的变形体的力学响应研究,而流体力学研究者致力于具有应力-应变率本构关系（以下简称为流动型本构关系）的流动体的力学响应研究。当涉及结构和材料的动态塑性时,到底应该用“塑性变形”还是“塑性流动”来表示？本文从宏观塑性本构理论和微观位错动力学机理两个角度,分别讨论并指出塑性本构关系属于流动型黏塑性率相关本构关系,且同时适用于加载和卸载;因而不应该用应力-应变图来描述塑性加-卸载过程。弹塑性本构关系则是一种形变型和流动型本构关系的耦合。

     

Government-industry co-operative research in rheology at Warren Spring Laboratory

Summary Applied rheology research at Warren Spring Laboratory is now organised as a co-operative project between subscribing industrial companies and government, called the Rheological Research Service. The programme of research topics is chosen on the advice of the industrial participants and the progress of the work is monitored by a Project Committee of practising rheologists and engineers from the participating companies. The project, scheduled to last for three years, is in the second year of operation. It has produced valuable novel apparatus, testing techniques and data and has stimulated parallel applications in industry.

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Zusammenfassung Die Forschung auf dem Gebiet der Angewandten Rheologie im Warren Spring-Laboratorium wird unter der Bezeichnung Rheological Research Service als kooperatives Projekt zwischen den beteiligten Industriefirmen und der Regierung betrieben. Das Programm der Forschungsaufgaben wird aufgrund des Rates der industriellen Teilnehmer festgelegt, und der Fortschritt der Arbeit wird durch einen Projektausschuß, gebildet aus praktizierenden Rheologen und Ingenieuren der beteiligten Firmen, überwacht. Dieses für drei Jahre geplante Projekt läuft gegenwärtig im zweiten Jahr. Es hat nützliche neue Geräte, Prüfmethoden und Meßwerte hervorgebracht und parallel dazu durchgeführte Anwendungen in der Industrie befruchtet.

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With 2 figures and 1 table     

聊聊动态强度和损伤演化

材料强度在传统上常理解为材料在外载荷下抵抗流动/变形和破断的能力。由流变阶段到貌似突发的破断,其实源于一个隐含的应变率/时间相关的损伤演化过程。动态损伤演化研究的难点在于损伤与流变总是耦合在一起发展的。研究发现,热激活损伤演化模型可成功描述材料宏观损伤的动态演化。在此基础上,从实测的含损伤演化的表观应力应变曲线,可将两者解耦分开,并可确定各自相关的材料参数。这一思路可推广到中医脉诊的客观化研究,通过脉搏波信息定量反演脉搏波系统的正常及病态本构关系,可诊断生命体偏离正常状态的程度(病情),这可视为一种广义的损伤演化和强度问题。上述思路还可推广到地震预报研究,即“对地球把脉”。与加卸载响应比理论相结合,通过相邻3处的地震波信息来反演地球相关板块含损伤演化的非线性载荷-响应曲线,再区分出损伤演化程度,将有利于改进地震预报,这可视为另一种广义的损伤演化和强度问题。