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Plástico Bingham

1922
  • Eugene C. Bingham
Escena de laboratorio con materiales plásticos Bingham y equipo de ensayo de viscosidad.

A Bingham plastic is a viscoplastic material that behaves as a rigid body at low stresses but flows as a viscous fluid at high estrés. It is characterized by a yield stress, [latex]\tau_0[/latex], which is the minimum shear stress required to initiate flow. Below this threshold, it does not deform. Common examples include toothpaste, mayonnaise, and clay slurries.

El ecuación constitutiva for a Bingham plastic is given by a two-part model. Below the yield stress ([latex]\tau \tau_0[/latex]), the material flows, and the relationship between stress and shear rate becomes linear: [latex]\tau – \tau_0 = \mu_p \dot{\gamma}[/latex]. Here, [latex]\mu_p[/latex] is the plastic viscosidad, which represents the fluid’s resistance to flow once it has started moving.

Este comportamiento se debe a la presencia de una estructura interna, como una red de partículas o coloides floculados, que debe descomponerse para que se produzca el flujo. El límite elástico corresponde a la resistencia de esta red interna. En el caso de la pasta de dientes, esta red mantiene su forma en el cepillo de dientes. La presión al apretar el tubo genera una tensión mayor que el límite elástico, lo que provoca su flujo. En ingeniería civil, el límite elástico del hormigón fresco es crucial para evitar la segregación de sus componentes y garantizar que pueda bombearse eficazmente, manteniendo al mismo tiempo su forma en los moldes sin desplomarse.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Mecánica

Tipo

Material Model

Disrupción

Sustancial

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • Estudios de lodos de arcilla y pinturas que muestran un umbral de fluidez
  • Hooke’s law for solids and Newton’s law for fluids, which Bingham’s model bridges
  • Desarrollo de técnicas de medición reológica

Aplicaciones

  • pasta de dientes que se queda en el cepillo pero fluye al apretarlo
  • Lodos de perforación que suspenden los recortes de roca cuando se detiene la circulación
  • Hormigón que se puede bombear pero que mantiene su forma después de su colocación.
  • mayonesa y mostaza que permanecen en su lugar en los alimentos
  • pintura que no gotea después de la aplicación

Patentes:

NA

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