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Plastica Bingham

1922
  • Eugene C. Bingham
Scena di laboratorio con materiali plastici Bingham e attrezzature per test di viscosità.

A Bingham plastic is a viscoplastic material that behaves as a rigid body at low stresses but flows as a viscous fluid at high stress. 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.

IL equazione costitutiva 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 viscosità, which represents the fluid’s resistance to flow once it has started moving.

Questo comportamento è dovuto alla presenza di una struttura interna, come una rete di particelle o colloidi flocculati, che deve essere scomposta prima che possa verificarsi il flusso. Il limite di snervamento corrisponde alla resistenza di questa rete interna. Nel caso del dentifricio, questa rete mantiene la sua forma sullo spazzolino. La pressione derivante dalla compressione del tubetto genera una sollecitazione maggiore del limite di snervamento, causandone il flusso. Nell'ingegneria civile, il limite di snervamento del calcestruzzo fresco è fondamentale per prevenire la segregazione dei suoi componenti e per garantire che possa essere pompato efficacemente, mantenendo al contempo la sua forma negli stampi senza cedimenti.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Meccanica

Tipo

Material Model

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Studi su fanghi di argilla e vernici che mostrano una soglia per il flusso
  • Hooke’s law for solids and Newton’s law for fluids, which Bingham’s model bridges
  • Sviluppo di tecniche di misurazione reologica

Applicazioni

  • dentifricio che rimane sullo spazzolino ma scorre quando viene spremuto
  • fanghi di perforazione che sospendono i tagli di roccia quando la circolazione si arresta
  • calcestruzzo pompabile ma che mantiene la sua forma dopo la posa
  • maionese e senape che rimangono sul cibo
  • vernice che non cola dopo l'applicazione

Brevetti:

NA

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