Rheologische Modelle beschreiben in der Rheologie, der Wissenschaft vom Fließ- und Deformationsverhalten der Materialien, den Zusammenhang zwischen der Verformung eines Körpers und der diese Verformung bewirkenden äußeren Spannung.[1] Da verschiedene Materialien ein erheblich voneinander abweichendes Verhalten zeigen, sind unterschiedliche Modellkörper notwendig. Dazu werden die drei idealisierten Grundeigenschaften Elastizität, Viskosität und Plastizität mit den der Mechanik entlehnten Grundmodellkörpern Feder, Dämpfungszylinder und Reibklotz beschrieben. Komplexeres, der Realität näher kommendes Verhalten kann dann durch Reihen- und Parallelschaltung mehrerer dieser idealisierten Grundelemente modelliert werden, analog zu idealen und realen elektrischen Bauelementen.[2]
Das Verhalten der Grundelemente lässt sich mathematisch mit einfachen Gleichungen abbilden, die den Zusammenhang zwischen Deformation und Spannung darstellen. Die Deformation kann dabei als Dehnung, Stauchung, Scherung oder Torsion erfolgen. Aus diesen Grundgleichungen können Gleichungen für das Verhalten der zusammengesetzten Modellkörper hergeleitet werden.
Die Modelle erlauben es damit, unterschiedliches Fließ- und Deformationsverhalten qualitativ und quantitativ zu beschreiben, zu kategorisieren und vorherzusagen. Sie finden damit außer in der Rheologie selbst in vielen Bereichen der Technik und Naturwissenschaft Anwendung, z. B. in der Werkstoffwissenschaft, in der Geologie[3] und in der Lebensmitteltechnik.[2]
Da sie nur Aussagen über das makroskopische Verhalten von Materialien ermöglichen, nicht aber über die Ursachen dafür, die in der jeweiligen Stoffstruktur liegen, zählen sie zur phänomenologischen Rheologie.[4] Die Modellkörper wurden zum Großteil Ende des 19. bis Mitte des 20. Jahrhunderts von ihren jeweiligen Namensgebern entwickelt.
- ↑ Wilhelm Rust: Nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen. Kontakt, Geometrie, Material. 2. Auflage. Vieweg+Teubner, 2011, ISBN 978-3-8348-8148-9, Kap. 5 Grundzüge der Materialmodelle, S. 108–125 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ a b Horst-Dieter Tscheuschner (Hrsg.): Grundzüge der Lebensmitteltechnik. 3. Auflage. Behr’s Verlag, Hamburg 2004, ISBN 3-89947-085-0, Kap. 4.5 Rheologie der Lebensmittel, S. 151–203 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Rheologie. In: GeoDZ – Lexikon Geografie, Lexikon Geologie, Lexikon Geodäsie, Topologie & Geowissenschaften. Arisleidy Stolzenberger-Ramirez, abgerufen am 28. Juni 2013.
- ↑ Hanswalter Giesekus: Phänomenologische Rheologie. Eine Einführung. Springer, Berlin / Heidelberg / New York 1994, ISBN 978-3-642-57953-0, Kap. 1.2, 10, S. 2, 239–340 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).