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关于测量的讨论

已有 679 次阅读 2024-1-20 17:26 |个人分类:我的流变学|系统分类:科研笔记

今天整理资料,发现多年前在qq群的一次讨论,觉得还挺有意思。

实录下来,不做整理,供相关人员做参考。

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李祥刚-湖南工大(20709507) 2020/10/13 15:05:28 如果施加一个应变,会有一个应力,对粘弹性物质或液体,应力会滞后。大家觉得这个之后的本质是什么啊?为什么会产生这个滞后? 曾经想过是应力在空间传输需要时间的,但晒好像不靠谱。又想过剪切波,但是刚看了前面分享的: 发现是不同的。 李祥刚-湖南工大(20709507) 2020/10/13 15:06:10 是因为平衡态和非平衡态吗 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  15:08:02 是因为不仅跟大小有关还跟变化率有关。 李祥刚-湖南工大(20709507)  15:11:04 是不是可以这样理解,跟大小有关的话,就是那种弹性,微观结构没有 出现类似滑移的运动。如果出现了,就是 跟速率有关。但是这样的话,无法解释粘弹性固体的滞后。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  15:11:28 我们理解世界是逐步的。例如我们建立一个已经很抽象的简化模型,却仍能重现现实中的现象,我们就认为,至少这种简单机制就可以实现这种现象,至少可能是一种简单的机制导致的,但实际上是不是这个原因是很难确证的。一切都是我们预先建立的模型内能解释到的程度。至少就你这个问题,就算我们只懂弹簧和粘壶,不懂得分子,也不会难以理解。因为一个弹簧加一个粘壶就能重现基本的行为,若干个弹筑和粘壶就能重现几乎一切看到的行为。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  15:12:47 每个解释,你用到的概念,都不是随意从日常词汇中选取的,而是预先选择的理论之内有定义的。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  15:13:23 先决定选用什么层次的物理理论,再去在此理论限定的概念范围内解释。 李祥刚-湖南工大(20709507)  15:17:01 那就讨论微观层次的,假设金属,我们知道一定力的范围内是弹性,因为一般的弹性范围的作用力,不会让它的原子相对产生滑移。 如果滑动了,称之为塑性,那么在流变学观点里几乎跟 流动是一样了。水的分子间有相对运动,所以跟力跟剪切速率有关。    这些还好理解。那么来个立体交联网状结构的高分子,按说都交联了,那个跟剪切速率有关的量微观对应什么呢 李祥刚-湖南工大(20709507)  15:17:52 对应交联点之间的 分子的滑动? 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  15:18:52 我们现在了解的大量橡胶网络模型,确实是不是时间依赖的。像那些8-chain model之类的模型,都是purely elastic,预测不了你说的滞后。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  15:19:30 Bruce-Arruda他们做的那些。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  15:20:16 滞后本质可以笼统地说是来自分子热运动吧。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  15:23:40 水分子不是分子间有相对运动,准确地说是我们明确考虑水分子的热运动,才能解释为什么水是粘性的。 李祥刚-湖南工大(20709507)  15:31:05 嗯。好的。谢谢,有点明白了

 

GL(459517652)  15:49:53 所以,你的问题是黏弹性的本质到底是什么? 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:18:46 数学转换一下,也好像是的哈。开始脑子有点卡壳了。 或者说,因为对另外两个问题不太了解,我也许脑子飘到另外的问题上了。 另外的问题是 一 假设 简单剪切流场,上板施加一个恒定应力,这个应力多久传到下板,对应的应变需要多久产生。 而,如果我上板是振荡的,那么会产生一个剪切波,这个波会产生剪切应力吗?假设下板可以感知应力,能不能区分是上板传过来的还是波动传过来的。 陈志达-中大(987464933)  16:19:50 太复杂了 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:22:41 这是一道连续介质力学题目。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:23:04 给定本构关系的话是可以解的。 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:25:35 我还以为想多了。原来是连续介质力学的。好吧,看来我得系统看看。我还以为流变学开头几章就是连续介质力学了呢。 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:26:39 流变学教材里好像普遍忽略了这些问题。也许是符合忽略的条件? 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:26:55 我们在测量上经常把问题简化为均匀流场。而且这个流场从一开始就一直保持均匀的。

 

群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:27:45 但其实流场本身是发展的。

 

群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:28:05 你的这个问题,就是要把流场的发展给解出来而已。

李祥刚-湖南工大(20709507)  16:30:13 现在我们比较在意的是 仪器响应时间,这个我记得数据大概是 20ms不知道现在进步了没有。一般这个之内的我们认为i测不了。 流场发展如果简单估算小于这个时间就可以一并忽略了。

群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:30:40 你指的具体是什么部件响应什么激励信号的时间? 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:31:14 一般流变仪瞬态响应时间。主要制约于电机吧。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:31:15 为啥你不允许仪器测得出流场发展依赖时间这件事情的发生呢? 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:31:48 如果测得出,那就意味着现在假设不对啊。 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:32:20 我的意思,假设 现在测量 理论有效的话 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:32:50 你所谓的“现在的测量理论”,应该是指那些仅限于均匀流场的简单结果。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:33:46 亦即,在流变仪上我们用一个“应力”值来描述整坨在夹具内的待测样品。我们会这么说:(那一整坨)样品的应力是xxx。 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:34:08 是啊。目前应该几乎都都是的。我没有见过考虑 应力传输时间 进行判断或校正的。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:34:10 事实上我们的夹具只接触样品的部分边界面。 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:36:13 是的。理想状态是三维立体应力分布随时间变化 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:36:51 我觉得我提出的理想好牛叉 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:37:56 首先如果我们校这个真,比如阶跃应变速率实验(stress growth),我们关心的是比如在第10^-3秒之前,样品中的流场发展到均匀流场没有,以便我们能够确认仪器通过界面扭矩给出的所谓应力值有没有代表性或有没有意义。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:38:40 那么将会有大量样品满足不了这种检示。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:39:04 需要对此作出决择的,是测试者。

 

群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:39:38 仪器只需要保证位移达到阶跃要求,扭矩反映实际。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:40:25 或者说,这是仪器的软件需要改,不是仪器需要改。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:41:04 是仪器软件主张,把一定夹具形状下测得的扭矩值换算为一个量,并建议你作为“样品的应力”的。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:41:30 仪器硬件不背此锅。 李祥刚-湖南工大(20709507)  16:42:13 理解,或者 我从改进的角度,也许测量原理,还有再斟酌一下的余地。

 

群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:44:18 流变测量学本来就是连续介质力学的应用题。现在的流变测量学做法和惯用公式,都连续介质力学的一些简化问题的解。这些简化往往变成了我们关于“规范的流变测试”的一系列规训,诸如“要保证xxx,要xxx,不要xxx”的形式被流传开了。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:45:12 它背后无非是因为软件用的了一个简单情况的公式,搞到我们做实验也要花那工夫去尽可能符合那个情况。实际上我们干嘛依赖软件?

群主我老人家<andrewx100@gmail.com> 2020/10/13 16:45:32 因为,考虑复杂情况的话,就没有通用性了,就不能变成商品来卖了! 群主我老人家<andrewx100@gmail.com> 2020/10/13 16:45:49 这是仪器商、资本逐利的结果。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com> 2020/10/13 16:46:18 啥都要现场run一个有限元来解一下才能确定的话,怎么整? 陈志达-中大(987464933) 2020/10/13 16:46:35 @群主我老人家 有道理

 

李祥刚-湖南工大(20709507)  16:52:41 是的。 商业化的仪器总是中庸的。  但是搞科研的,老是要创新。 总得搞些奇奇怪怪的。    科农群体的主要矛盾是日益奇怪的要求与逐渐通用的仪器之间的矛盾。

陈志达-中大(987464933)  16:54:32 不仅仅依靠流变仪,也要结合电镜看微结构,或者其他测试手段,丰富流变的本构理论 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:54:36 商用XX仪都是供不做XX学研究的人用的,本来就是满足这种分工。 群主我老人家<andrewx100@gmail.com>  16:55:02 因为做XX学研究的任务就是探索还没解决的事情。

 

 



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1 杨正瓴

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