力学的緩和の測定

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    力学的緩和の測定
    <要旨>
     熱力学的平衡状態にある系に何らかの刺激を与えると元の、あるいは新たな平衡状態に向かって系の状態が変化する。そのような平衡状態へ経時変化を伴って移行する現象を緩和現象と呼ぶ。物質の力学的応答は弾性と粘性に大別されるが、大部分の物質は両方の性質を併せ持ち、力学的刺激に対して緩和現象を示す。スプリング模型とダッシュポット模型を直列につないだMaxwell模型では、ある時点で物質に与えた変形を一定に保つための力が時間とともに減少する現象(応力緩和)を F=F0exp(-t/τ),τ=η/Gで表され、τを緩和時間と呼ぶ。しかし一般に粘弾性物質の緩和時間は広い分布をもっているので、周期的に変化する刺激に対する応答を観測する動的測定(今回の実験では振動させて剪断応力を測定)が行われる。今、周波数刺激として周波数ωの正弦歪みを粘弾性体に加えると、歪みに比例する同位相の弾性成分と歪み速度にひえ利する粘性成分が重なった応力σが応答として観測される。Maxwell模型に振動変形を加えると、
       
    の関係が得られる。ここでG’(ω)は貯蔵弾性率、G”(ω)は損失弾性率で高周波..

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