被服材料のレオロジー(Rheology)

(1)レオロジーとは?

一言で言えば、 『物質の変形と流動の科学』である。

1)物質の変形(形が変ること)をあつかう学問

   材料力学(フックの法則を基礎としている)

  外力(引張)とその変形(伸び)は比例する 比例定数を弾性率 単位Pa(パスカル)

    外力(応力Stress)=弾性率×変形(歪Strain)

           σ = G × ε

大変形ではフックの法則は成り立たない!!

   

2)物質の流動(流れ)をあつかう学問

   流体力学(ニュートンの粘性の法則を基礎としている)

   ニュートンの粘性の法則 流れのずり応力(抵抗)は速度に比例する その比例定数を粘性係数

    ずり応力=粘性係数(η)×速度勾配

      σ =  η ×  dε/dt

ニュートンの法則は成り立たない!!

材料力学、流体力学基礎とした新しい学問 粘弾性力学(レオロジー)

・ 実際の物質は、弾性、粘性、塑性の性質が混じり合った状態である。

(弾性、粘性、塑性の組み合わせと考え、それらの大きさを実験やモデルから求める)

・ 変形や流動は、時間の関数である。(経過時間や速度に依存する)

複素弾性率の測定

実際の物質は、弾性、粘性、塑性の性質が混じり合った状態である。

弾性、粘性、塑性の組み合わせと考え、それらの大きさをモデルや実験から求める。

モデル

弾性モデル:スプリング

粘性モデル:ダッシュポット

(塑性モデル)

摩擦モデル:スベリコ

3)被服材料への適用

(1)クリープ現象

(2)応力緩和現象

(3)動力学(振動)

繰り返し負荷を材料(繊維、糸、布)にかけるとどんな現象がおこるか?

最近の研究: 逆緩和現象

ミシンの上糸張力