粘弹性

德国物理学家威廉韦伯注意到在1835年,一个负载应用于丝线生产不仅立即扩展,而且随着时间的推移继续伸长的线程。这种类型的粘弹性反应在聚合物固体尤其引人注目但存在某种程度上的所有类型的固体,通常没有一个清晰的分离可以称为粘塑性的,或蠕变响应。一般来说,如果所有的压力最终恢复负荷时从一个身体,称为粘弹性响应,但这个术语也用于病例的持续的加载导致菌株没有完全恢复。奥地利物理学家路德维希玻耳兹曼1874年开发的理论线性粘弹性应力应变关系。最常见的形式,这些涉及的步骤加载(突然强加压力随后保持常数)导致立即应变紧随其后的是一个依赖于时间的压力,对于不同的材料,可能有一个有限的限制长时间或随着时间的推移可能会增加无限期。在线性的假设,应变t针对一般的时间压力的历史σ(t)可以写成之和(或积分)的条款涉及step-loading由于步骤加载应变响应dt′dσ(t′)/dt′时t′。粘弹性理论是很重要的考虑压力波的衰减的阻尼振动。

问题出现的一个新类力学的- - - - - -长分子聚合物没有明显的交联,存在在溶液中或融化。这些都是液体,他们不可能长期支持剪切应力,但同时他们也有不寻常的性质类似的有限变形弹性固体。著名的示范是倒一个液体慢慢地从一个烧杯,减少流动流突然用剪刀;如果削减下面不远的地方退出烧杯,流的下降流体立即合同弹性并返回到烧杯。分子细长的在流,但倾向于回到他们的热动力首选盘配置,当部队删除。

这种材料受到强烈发展的理论在1950年代在英国应用数学家詹姆斯·奥尔德罗伊德加德纳在1950年表现出粘弹性记忆类型的应力-应变关系可以推广到流动的液体。这要求本构关系,或流变关系,之间的应力历史和变形历史材料“点”是正确不变的叠加历史刚性旋转,这应该不会影响本地物理确定关系(由此产生的科里奥利和离心效果相当微不足道的分子相互作用的规模)。在这个问题上重要贡献是由应用数学家Stanisław伦巴和古斯塔夫Andreas Johannes Jaumann在1900年代的第一个十年;他们展示了如何使应力张量的定义,是不变的自旋叠加,从而适用于本构关系。但直到1950年代,这些概念转化为一般的粘弹性材料本构关系的理论;独立,几年后,妥善率采用不变的压力连续体配方的弹塑性响应。

计算力学

的数字计算机革命的实践工程的许多领域科学,固体力学是最早领域受益于它的影响。有很多计算的方法场,但到1970年底出现的一个年代,到目前为止,最广泛采用的是有限元方法。这种方法,概述了数学家理查德报于1943年,是独立开发,实践中使用的电脑上,在1950年代中期的航空结构工程师M.J.特纳,雷•w•克劳夫哈罗德·克利福德·马丁和LeRoy j . Topp的美国在英国,J.H.郭进隆译和悉尼凯尔西。他们的工作源于早期的尝试系统的对于复杂结构分析框架梁元素。的方法很快就重新努力早些时候在变分框架和相关推导近似解的问题由变分原理描述。涉及的新技术代替审判功能未知的振幅变分泛函,然后呈现静止的代数函数振幅系数。在最常见的版本的有限元方法要分析,域分为细胞,或元素,每个元素内的位移场的位移插值边界周围的几个点元素()内,有时被称为节点。插值是完成这样的跨元素边界位移场是连续选择的节点位移。每一点的应变从而可以用节点位移来表示,然后与这些菌株相关要求的压力,通过材料的应力-应变关系,满足任意的虚功原理节点位移的变化。这个生成尽可能多的联立方程有有限元模型的自由度,和数字技术为解决这种系统方程编程的计算机的解决方案。