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流变学的诞生和发展历程

发布时间:2022-09-26
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1928年雷纳应邀从巴勒斯坦到美国访问,与印地安纳州Lafayette学院的宾汉(Bingham E C 1878~1945)教授一起工作。宾汉对雷纳说,我(一个化学家)和你(一个土木工程师),一起工作解决共同的问题,随着胶体化学的发展,这种工作方式将会变得很平常,因此需要建立一个物理学科的分支来处理这类问题。雷纳告诉宾汉,这样的分支是存在的,并且作为连续介质力学而被人们所认识。宾汉认为这样做不好,会吓跑化学家,需要给它起一个新的名字。


宾汉请教了一位担任古典文学教授的同事,根据公元前6世纪古希腊哲学家赫拉克利特(Heraclitus)“一切皆流”的说法,提出了“流变学”(Rheology)这个名字。Rheo一词来源于希腊语Rheos(流动)之意。Rheology的中文译名没有简单地译成流动学,而是创造性地译成流变学,既有流动,又有变形。


宾汉于1928年在美国提议成立了流变学会(Rheological Society),研究材料的变形和流动。1929年召开了流变学会的第一次会议,并创办了《流变学杂志》。这个流变学杂志,在1933年后曾停止出版;1957年作为《Transactions of Society of Rheology》重新出版;1978年又恢复其最初的名字《流变学杂志》(Journal of Rheology)。

 

宾汉是流变学的奠基人。他研究了悬胶、油漆、水泥等一些材料的流变特性,写了一系列论文,特别是在1919年和H.格林联合发表的论文“油漆是一种塑性材料而不是黏性流体”,该文指出,油漆在剪切应力较小时,剪切应变率为零(或不发生流动),只有在剪切应力超达过临界值(即屈服应力)时,才发生流动,这时应变率和应力与屈服应力之差成正比。后来人们将具有这种流变规律或本构关系的材料或物质,称为黏塑性材料或宾汉塑性材料(简称宾汉体)。除油漆外,石膏、悬胶、面粉团,水泥砂浆等均可作为宾汉体来处理。圣维南的塑性流动材料和牛顿流体,均可作为宾汉体的特殊情况,前者的流动速度为零,后者的屈服应力为零。

 

直到第二次世界大战爆发以前,美国流变学会仍是世界上唯一的流变学会。1939年,荷兰皇家科学院成立了以J.M.伯格斯为首的流变学小组。1940年,英国成立了流变学家俱乐部。

 

1945年12月国际科学联合会(International Council of Scientific Unions)组织了一个流变学委员会。1947年在冯·卡门主席的主持下举行了第一次会议,代表们来自物理、化学、生物科学、大地测量、空气物理、理论和应用力学的国际联合会。委员会的职能是:对流变学的专门名词进行命名;对流变学的论文进行摘要;组织国际流变学会议等。1968年前,国际流变学会议每5年举行一次。1968年以后,每4年举行一次。第15届国际流变学会议是2008年8月在美国举行的。

 

1973年国际流变学委员会被接纳为国际纯粹和应用化学联合会的分支机构。1974年国际流变学专业委员会被接纳为国际理论和应用力学联合会的分支机构。