Comportamento mecânico de materiais elasto-visco-plásticos dependentes do tempo
Paulo R. de Souza Mendes
Departamento de Engenharia Mecânica, PUC-Rio
Rio de Janeiro, RJ 22453-900, Brazil
Materiais elasto-visco-plásticos ocorrem com muita frequência na natureza e em uma ampla gama de atividades humanas. A maioria das suspensões, emulsões e espumas são materiais elasto-visco-plásticos. Alguns exemplos são: produtos de higiene pessoal, cosméticos, uma variedade de alimentos, tintas, tintas, cimentos, adesivos, graxas, lamas naturais, lamas de perfuração, petróleo bruto, géis e lamas de mineração, carvão e metal. Em pequenos níveis de tensão, a microestrutura desses materiais muitas vezes lhes confere um comportamento elástico e, acima de uma certa intensidade - geralmente chamada de tensão limite de escoamento - ocorre um grande colapso da microestrutura, causando uma redução dramática na viscosidade e na elasticidade. Enquanto sob condições de tensão constante, a microestrutura mais cedo ou mais tarde atinge um nível de estruturação constante (equilíbrio). Quando o nível de estruturação de equilíbrio não é alcançado instantaneamente após uma mudança de tensão, o material é considerado dependente do tempo. Esta dependência do tempo é considerada reversível quando o nível de estruturação no equilíbrio é função exclusiva da tensão aplicada; caso contrário, é irreversível. Nesta apresentação damos uma visão abrangente dos modelos fenomenológicos disponíveis na literatura para descrever o comportamento mecânico de materiais elasto-visco-plásticos dependentes do tempo. São abordados materiais reversíveis (tixotrópicos) e irreversíveis. Discutimos os prós e os contras das diferentes abordagens e propomos formas de contornar as principais dificuldades encontradas na aplicação prática dos modelos disponíveis.
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- P. R. de Souza Mendes and R. L. Thompson, “Time-dependent yield stress materials,” Current Opinion in Colloid and Interface Science 43 15-25 (2019).
- P. R. de Souza Mendes, B. Abedi, R. L. Thompson, “Constructing a thixotropy model from rheological experiments,” Journal of Non-Newtonian Fluid
Mechanics 261 1-8 (2018)
- P. R. de Souza Mendes and R. L. Thompson, “A critical overview of elastoviscoplastic thixotropic modeling,” Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics
(2012) 187-188 (2012) 8-15. doi: 1016/j.jnnfm.2012.08. 006
- P. R. de Souza Mendes and R. L. Thompson, “A unified approach to model elastoviscoplastic thixotropic yield-stress materials and apparent-yield-stress fluids,” Rheol Acta 52(7) (2013) 673-694. doi: 10.1007/s00397-013-0699-1
- P. R. de Souza Mendes, “Thixotropic elasto-viscoplastic model for structured liquids,” Soft Matter (Royal Society of Chemistry) 7 (6) (2011) 2471-2483. doi: 10.1039/c0sm01021a
- P. R. de Souza Mendes “Modeling the thixotropic behavior of structured liquids,” Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 164 (2009) 66-75. doi:
10.1016/j.jnnfm.2009.08.005
- C. Sanchez-Perez, D. Maza, L. C. Moraes, P. R. de Souza Mendes, M. S. Carvalho, “Is Thixotropy Important in Small-Scale, Steady-State Flow Modeling?,” Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 313 (2023) 104991.
- R. L. Thompson, P. R. de Souza Mendes, “Recent developments on yield stress materials,” Science Talks2, 100021 (2022).
- B. Abedi, E. C. Rodrigues and P. R. de Souza Mendes, “Irreversible time dependence of gelled waxy crudes: flow experiments and modeling,” Journal of
Rheology 64(5) 1237-1250 (2020).
- Abedi, E. P. Marín C., E. C. Rodrigues, R. L. Thompson, P. R. de Souza Mendes, “Obtaining test-independent values of the dynamic and static yield stresses for time-dependent materials,” Rheologica Acta 62(11-12) p.1-21 (2023).
- L. U. R. Sica, P. R. de Souza Mendes and R. L. Thompson, “Is the von Mises criterion generally applicable to soft solids?,” Soft Matter 16 (2020) 7576-7584.
- I. R. Siqueira, M. Pasquali and P. R. de Souza Mendes, “Couette flows of a thixotropic viscoplastic material: performance of a novel fluidity-based
constitutive model,” Journal of Rheology 64(4) 889-898 (2020).
- E. C. Rodrigues and P. R. de Souza Mendes, “Predicting the time-dependent irreversible mechanical behavior of cement pastes,” Journal of Petroleum
Science and Engineering 178 805-813 (2019)
- F. H. Marchesini, R. M. Oliveira, H. Althoff, P. R. de Souza Mendes, “Irreversible time-dependent rheological behavior of cement slurries: constitutive model and experiments,” Journal of Rheology 63(2) 247-262 (2019)
- B. Abedi, R. Mendes, P. R. de Souza Mendes, “Startup flow of yield-stress nonthixotropic and thixotropic materials in a tube,” Journal of Petroleum Science and Engineering 174 437-445 (2018).
- R. L. Thompson, L. U. R. Sica, P. R. de Souza Mendes, “The yield stress tensor,” Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 261 211-219 (2018).
