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ビンガムプラスチック

1922
  • Eugene C. Bingham
ビンガム・プラスチック材料と粘度試験装置を使用した実験室風景。.

(画像はイメージです)

ビンガム塑性とは、低応力下では剛体のように振る舞うが、高応力下では粘性流体のように流動する粘塑性材料である。 ストレス降伏応力[latex]tau_0[/latex]によって特徴づけられ、これは最小値である。 せん断応力 流動を開始するために必要な閾値。この閾値以下では変形しない。一般的な例としては、歯磨き粉、マヨネーズ、粘土スラリーなどが挙げられる。

The constitutive equation 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 viscosity, which represents the fluid’s resistance to flow once it has started moving.

この現象は、粒子ネットワークや凝集コロイドなどの内部構造が存在するためであり、流動が起こる前にこの内部構造を破壊しなければならない。降伏応力は、この内部ネットワークの強度に対応する。歯磨き粉の場合、このネットワークは歯ブラシ上で形状を維持する。チューブを絞る際の圧力は降伏応力よりも大きな応力となり、流動を引き起こす。土木工学においては、生コンクリートの降伏応力は、構成成分の分離を防ぎ、効果的に圧送できると同時に、型枠内で垂れ下がることなく形状を維持するために非常に重要である。

UNESCO Nomenclature: 2210
機械工学

タイプ

マテリアルモデル

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 粘土スラリーと塗料の研究により、流動性の閾値が明らかになった。
  • 固体に対するフックの法則と流体に対するニュートンの法則を、ビンガムのモデルが橋渡ししている。
  • レオロジー測定技術の開発

アプリケーション

  • 歯ブラシに残るけれど、握ると出てくる歯磨き粉
  • 循環停止時に岩屑を懸濁させる掘削泥水
  • ポンプで圧送可能でありながら、打設後も形状を維持するコンクリート
  • 食品の上に残るマヨネーズとマスタード
  • 塗布後に垂れない塗料

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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Related to: bingham plastic, yield stress, viscoplastic, rheology, toothpaste, drilling mud, concrete, non-newtonian.

歴史的背景

ビンガムプラスチック

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1921
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1924
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1926
1919-05-29
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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