The lecture is devoted to the problem how to find the proper rheological model for the investigated biological material. The bulk biomaterials exhibit mostly viscoelastic behaviour, flowing materials are complex non-Newtonian liquids. Therefore, viscoelasticity and the theory of non- Newtonian liquids will be treated in more detail. The theory will be completed by exercises which are added to the lecture.
Last update: T_KMF (18.05.2006)
Cílem přednášky je naučit posluchače, jak vybrat vhodný reologický model pro zkoumanou látku a jak experimentálně zjistit parametry vybraného modelu. Pevné biologické látky vykazují výrazné viskoelastické rysy, kapalné látky složité viskózní chování. Proto v přednášce bude hlavní pozornost zaměřena na viskoelasticitu a reologické modely vystihující chování biokapalin. Teoretický výklad bude doplněn mnohými příklady, které budou za aktivní účasti studentů probírány ve cvičení, které je k přednášce připojeno.
Literature - Czech
Last update: T_KMF (18.05.2006)
[1] J. D. Ferry: Viscoelastic Properties of Polymers, Wiley, New York 1961 a další vydání
[2] H. A. Barnes, J.F. Hutton and K. Walter: An Introduction to Rheology, Elsevier, Amsterdam 1991
[3] A. Havránek: Klasická mechanika II,- Kontinuum, Karolinum, Praha 2003
Syllabus -
Last update: T_KMF (18.05.2006)
Viscoelasticity
Viscoalasticity is the theory of the time dependence of the deformation to tension ratio. Model treatment of viscoelasticity. Creep and stress relaxation. Operator equations. Viscoelasticity without models - relations between characteristic viscoelastic functions. Boltzmann`s superposition principle. Time-temperature superposition. Time, frequency and temperature dependence of viscoleastic functions. Master curves.
Viscous materials
Newton`s and non-Newton`s viscous liquids. Equation of flow. Circulation of body liquids. Bingham`s liquid - an example of plastic liquid.
Determination of the rheological properties of materials
How to find the proper rheological model to the investigated material. The overlook of the main experimental methods of viscoelasticity and rheometry will be given.
Excersizes
The main methods of the evaluation of the viscoelastic measurements will be treated (e.g. the evaluation of the torsion pendulum measurements). How to find the optimum number of rheological model links for the given material. Which viscoelastic models are equivalent. Approximation methods of viscoelastic spectra evaluation from experimentally obtained viscoelastic functions.
Last update: T_KMF (18.05.2006)
Viskoelasticita.
Viskoelasticita - časová závislost vztahu napětí a deformace. Modelový přístup. Creep a relaxace napětí. Operátoroví rovnice. Viskoelasticita bez modelů - vztahy mezi charakteristickými viskoelastickými funkcemi (relaxační funkce, creepová funkce, lineární a logaritmická spektra, komplexní dynamický modul). Boltzmannův superpoziční princip. Superpozice čas teplota. Frekvenční, časová a teplotní závislost viskoelastických funkcí. Řídící funkce (master curve)
Viskózní látky
Newtonovské a nenewtonovské viskózní látky. Rovnice toku. Oběhy tělních tekutin. Binghamovská teutina - vliv plasticity.
Určování reologických vlastností látek
Volba reologického modelu pro zkoumanou látku. Přehled nejdůležitějších viskoelastických a reometrických experimentálních metod.
Cvičení
V rámci cvičení jsou probrány konkrétní postupy užívané při vyhodnocování reologických měření. Např. je rozebrán postup při získání výsledků z měření na torzním kyvadle a reometru. Je probírána otázka optimálního počtu prvků viskoelastického modelu pro vystižení zkoumané látky. Ekvivalence některých viskoelastických modelů. Získávání viskoelastických spekter aproximačními postupy z přímo měřených viskoelastických funkcí apod.
