[고분자] rheometer

목차

◦ 점(성)도 Viscosity
◦ 항복 응력 Yield Stress
◦ 시간의존성 Time Dependence
◦ 온도의존성 Temperature Dependence
◦ 안정성 Stability
◦ 수직응력 Normal Force
◦ 탄성률 Modulus
◦ 점탄성 Viscoelesticity
◦ 컴플라이언스 Compliance
◦ 구조 Structure
◦ 겔화점 Gel Point
◦ 유리전이 Glass Transition

본문내용

Stress와 변형률

유체에 작용되는 힘은 크게 body force와 surface force로 나뉜다. Body force란 중력과 같이 물체의 질량에 작용되는 힘으로서 고르게 작용되므로 직접적으로 물체를 변형시키지 않는다. 반면 surface force란 어떤 면에 작용되는 힘이다. Surface force는 물체의 변형(deformation)을 유도하는 힘으로서 shear stress나 pressure가 이에 해당된다. 한 점(유체의 미소부피)에 작용하는 surface force는 면의 방향에 따라 다르다(예: 압력). 따라서 이러한 힘을 나타내 주기 위하여는 힘이 작용되는 면이 공간상에서 어떤 방향을 하고 있는가를 나타내주어야 하고, 또한 이 면에 작용하는 힘이 공간상에서 어떠한 크기와 방향을 갖고 있는가를 나타내 주어야 한다. 한편 면의 방향은 이 면에 수직인 단위벡터를 사용한다. 한 점에서 생각할 수 있는 방향은 무한가지 이므로 모든 방향으로 작용되는 힘을 규정하는 것은 불가능할 것이다. 수학의 이론에 의하면 독립적인 3방향의 면에 작용되는 각각 3성분, 즉 9성분의 힘을 알면 임의의 방향에 작용되는 힘을 계산할 수가 있다. 이러한 9성분의 단위 면적당 작용되는 힘을 3 x 3 행렬로 나타낸 것을 stress tensor라 한다.
(1)

두 개의 연속된 하첨자 중 첫째 첨자는 작용되는 면의 방향을 두 번째 첨자는 힘의 방향을 나타낸다. 임의의 점에서 수직 벡터가 n 인 면에 단위면적당 작용되는 힘을 traction(t) 이라하며

로 부터 구할 수 있다.
일반적으로 Stress tensor의 각 성분은 위치 및 시간의 함수이다. 따라서 stress tensor는 대수적인 연산뿐만 아니라 미적분의 대상이 된다.
물체내의 어떤 부분(material element)이 변형되면 stress가 나타나고, 역으로 이러한 어떤 부분에 stress를 가하면 변형, 회전 또는 위치이동이 생기게 된다. 이때 3차원적인 물체에 가해지는 변형에 대하여 각 방향으로 어떻게 변형되고 이웃하는 부분간의 상대적인 위치가 변하였을 가를 나타내 주기 위하여는 stress tensor와 마찬가지로 9가지 성분이 필요하게 된다. 이러한 물질의 변형을 나타내는 성분을 stress tensor와 같은 방법으로 배열하고 이를 변형기울기텐서(deformation gradient tensor)라 한다.

참고 자료

없음