缺乏滑移的这种性质现在称之为粘度。它与内摩擦的意义相同，是流动阻力的一种 量度。要产生运动，在单位面积上所需的力是F/d，可用C7表示，它正比于速度梯度

(或剪切速率；>)，其比例常数?7称为粘度系数，即

<7 = r]f(2-1)

甘油和水都是服从牛顿假设的普通液体。Navier-Stokes在十九世纪将上述理论独立 发展成针对现在称为牛顿粘性流体的统一的三维理论。

如上图所示的简单剪切，在牛顿流体的情况下，应力施加多久，流动就持续多久。

相反，对于胡克固体，对于平面= 施加剪切应力结果产生图2-2所示的瞬时形

变。一旦达到了形变状态，不会再有运动；但是，应力施加多久，形变状态就持续多久。

角度/称为应变，而相关的本构方程为

(j = Gy(2-2)

式中，G称为刚性模量。

在随后的200年中，一般认为，自然界中的物质按状态划分可分为两大类：一类r 具有粘性的流体，另一类是具有弹性的固体。直到19世纪，新的发现使科学家们开]

怀疑。1835年WUhelm Weber用蚕丝进行实验，发现蚕丝并不是完全弹性的。纵向的负 荷可使蚕丝产生瞬时的伸长，然后随着时间有进一步的伸长。除去负荷时，有瞬时回缩 发生，随后长度逐渐减小，直至达到原来的长度。在Weber的实验之后，有一系列相似 的实验都证实某些材料的变形显示出时间依赖现象，即有一种似固体的材料，其行为不 能仅由胡克定律来描述，其中有一部分应变随时间而持续发展，即表现出了流动性，涉 及到似液体的响应。对似流体材料有深远贡献的论文发表于1867年，它的题目是“气 体的动力理论”，刊于《大英百科全书》，作者是1C.麦克斯韦。对于具有某些弹性的流 体，此文也拟定了数学模型。

至此，流变学的定义已经允许其研究所有物质的行为，包括经典胡克弹性固体和牛 顿粘性液体这样的极端。经典的胡克和牛顿定律讨论的粘性和弹性的行为，其规律是线 性的，但是，这一框架受到很大的限制。材料出现线性行为的应力范围总是有限的，而 且其极限可能相当低。超出极限所表现出的非线性行为具有更普遍的重要性。因此弹性 和粘性的概念需要加以限定，真实材料可能显示出两者中任一种性质，或同时为二者的 组合。哪一种性质占优势，其参数数值为何值，都依赖于应力和施加应力的持久性。

著名的“反跳胶泥”实验中，胶泥为一种有机硅材料。当把它放入一个容器，并给 定足够的时间，最终将会流成水平。将它做成小球，迅速的掷于地板上，它又能够反弹 跳起。不难得出结论，当被缓慢拉伸时，胶泥表现出延性破坏一这是液体的特征；当被 快速拉伸时，它表现出脆性破坏一这是固体的特征。因此，依赖于形变过程的时间标尺， 一种给定的材料可能像固体，或者像液体。在流变学中，时间的标度是借助于Deborah 数完成的，它是由Marcus Reiner教授定义的。“Deborah” 一词来自圣经，意思为，假 如等待的时间足够长，则一切都在流动。

De =z!T(2-3)

式中，r是所观察形变过程的特征时间；r是材料的特征时间。对于胡克弹性固体时间r 为无穷大，对于牛顿粘性液体则为零。

高Deborah数对应于似固体行为，低Deborah数则对应于似液体行为。因此，一种 材料看来是似固体的，可能是因为它有非常长的特征时间，或者是因为所研究的形变过 程非常快。因此，我们把固体定义为：当受到给定应力时，它不能连续改变其形状；即 对于给定应力，将会有固定的最终形变，这种形变可以或不可以在施加应力的瞬时达到。 我们把液体定义为：当施加给定应力时，将连续改变其形状（即流动）的材料，不管这 种应力如何之小。

胡克弹性响应和牛顿粘性行为这些经典极端中间的行为，可以使用粘弹性的术语加 以描述。按照理想的材料响应，具有粘弹性的固体材料总称为“粘弹固体”。在液体的 情况下，“粘弹液体”、“弹性液体”、“记忆流体”都用于描述具有粘弹性的液体。

进入20世纪，涂料、印刷油墨、食品、陶瓷制品、化妆品等胶体物质工业的兴1 使许多研究者开始研究这些物质的力学性质，其结果表明，这些物质即使表现出流动怊

也不服从牛顿粘滞定律，它们在半固体状态即使表现出弹性，也不服从胡克定律，把这 些材料称为粘弹性材料，即粘弹体。高分子材料、复合材料、地质材料、混凝土、高温 下的金属就属于这种类型的材料。用粘弹性来描述力学行为介于胡克弹性响应和牛顿粘 性行为这些极端经典中间的行为，粘弹性是指材料在外力作用下具有粘性和弹性的双重 性质。