Tipi, značilnosti in primeri elastičnih materialov



The elastični materiali so tisti materiali, ki se lahko izognejo izkrivljanju ali izkrivljanju ali sili, nato pa se vrnejo v prvotno obliko in velikost, ko odstranimo isto silo.

Linearna elastičnost se pogosto uporablja pri načrtovanju in analizi konstrukcij, kot so tramovi, plošče in listi.

Elastični materiali imajo velik pomen za družbo, saj se mnogi uporabljajo za izdelavo oblačil, pnevmatik, avtomobilskih delov itd..

Značilnosti elastičnih materialov

Ko se elastični material deformira z zunanjo silo, se pojavi notranja upornost proti deformaciji in jo vrne v prvotno stanje, če se zunanja sila ne uporablja več..

Do neke mere večina trdnih materialov izkazuje elastično obnašanje, vendar je meja sile in spremljajoča deformacija znotraj tega elastičnega regeneriranja omejena..

Material se šteje za elastičen, če ga lahko raztegnemo do 300% njegove prvotne dolžine.

Iz tega razloga obstaja meja elastičnosti, ki je največja trdnost ali napetost na enoto površine trdnega materiala, ki lahko prenese trajno deformacijo.

Za te materiale meja elastičnosti označuje konec njenega elastičnega obnašanja in začetek njegovega plastičnega obnašanja. Za najšibkejše materiale stres ali napetost na svoji meji elastičnosti povzroči njen lom.

Meja tečenja je odvisna od vrste obravnavane trdne snovi. Na primer, kovinska palica se lahko raztegne elastično do 1% njene prvotne dolžine.

Vendar se lahko fragmenti nekaterih gumastih materialov razširijo do 1000%. Elastične lastnosti večine namenskih trdnih delcev se nagibajo med temi dvema skrajnostma.

Mogoče vas zanima kako je sintetiziran stretch material?

Vrste elastičnih materialov

Modeli elastičnih materialov Cauchy

V fiziki je Cauchyjev elastični material tisti, v katerem napetost / napetost vsake točke določa le trenutno stanje deformacije glede na poljubno referenčno konfiguracijo. Ta vrsta materiala se imenuje tudi preprost elastičen material.

Od te definicije napetost v preprostem elastičnem materialu ni odvisna od deformacijske poti, zgodovine deformacije ali časa, ki je potreben za dosego te deformacije..

Ta definicija pomeni tudi, da so konstitutivne enačbe prostorsko lokalne. To pomeni, da na stres vpliva le stanje deformacij v soseščini v bližini zadevne točke.

Prav tako pomeni, da moč telesa (kot je gravitacija) in inercijske sile ne morejo vplivati ​​na lastnosti materiala.

Preprosti elastični materiali so matematične abstrakcije in nobena resnična snov ne ustreza tej definiciji.

Vendar pa se lahko mnogi elastični materiali praktičnega pomena, kot so železo, plastika, les in beton, predpostavljajo kot preprosti elastični materiali za namene analize napetosti..

Čeprav je napetost enostavnih elastičnih materialov odvisna le od stanja deformacije, je lahko delo, ki ga opravi napetost / napetost, odvisno od deformacijske poti.

Zato ima enostaven elastičen material nekonzervativno strukturo, napetost pa se ne more izpeljati iz skalirane elastične potencialne funkcije. V tem smislu se materiali, ki so konzervativni, imenujejo hiperelastični.

Hipoelastični materiali

Ti elastični materiali so tisti, ki imajo konstitutivno enačbo, neodvisno od meritev končnih napetosti, razen v linearnem primeru.

Modeli hipoelastičnih materialov se razlikujejo od modelov hiperelastičnih materialov ali enostavnih elastičnih materialov, ker jih razen v posebnih okoliščinah ni mogoče izpeljati iz deformacijske funkcije gostote energije (FDED)..

Hipoelastični material lahko natančno definiramo kot model, ki ga modeliramo z uporabo konstitutivne enačbe, ki izpolnjuje ta dva merila:

  • Napenjalec napetosti ō čas t odvisno je le od vrstnega reda, v katerem je telo zasedlo svoje pretekle konfiguracije, vendar ne v času, v katerem so bile te pretekle konfiguracije prečrtane.

Kot poseben primer to merilo vključuje preprost elastični material, pri katerem je trenutna napetost odvisna samo od trenutne konfiguracije namesto zgodovine preteklih konfiguracij..

  • Obstaja funkcijski napenjalnik z vrednostjo G tako da ō = G (ō, L) v kateri ō je razpon tenzorske napetosti materiala in. \ t L je tenzor gradienta hitrosti prostora.

Hiperrelasti materiali

Ti materiali se imenujejo tudi zeleni elastični materiali. So vrsta konstitutivne enačbe za idealno elastične materiale, za katere je razmerje med napetostjo izpeljano iz deformacijske funkcije gostote energije. Ti materiali so poseben primer enostavnih elastičnih materialov.

Za številne materiale linearni elastični modeli ne opisujejo pravilno opaženega obnašanja materiala.

Hiperrelastičnost omogoča modeliranje napetostno-deformacijskega obnašanja teh materialov.

Obnašanje praznih in vulkaniziranih elastomerov pogosto predstavlja hiperelastični ideal. Popolni elastomeri, polimerne pene in biološka tkiva so prav tako modelirani z mislijo na hiperelastično idealizacijo.

Modeli hiperelastičnih materialov se redno uporabljajo za predstavitev obnašanja velikih deformacij v materialih.

Običajno se uporabljajo za modeliranje mehanskega obnašanja in praznih in polnjenih elastomerov.

Primeri elastičnih materialov

1 - Naravni kavčuk

2. Spandex ali lycra

3-butilna guma (PIB)

4 - fluoroelastomer

5- Elastomeri

6 - etilen-propilenska guma (EPR)

7- Resilin

8 - Stiren-butadien kavčuk (SBR)

9- kloropren

10- Elastin

11- Gumijasti epiklorohidrin

12- Najlon

13- Terpene

14- Izoprenska guma

15- Poilbutadien

16- Nitrilni kavčuk

17- Stretch vinil

18- Termoplastični elastomer

19- Silikonska guma

20- Etilen-propilen-dienska guma (EPDM)

21-etilvinilacetat (EVA guma ali penasta)

22- Halogenirana butilna guma (CIIR, BIIR)

23- Neopren

Reference

  1. Vrste elastičnih materialov. Vzpostavljeno iz leaf.tv.
  2. Cauchy elastični material. Vzpostavljeno iz wikipedia.org.
  3. Primeri elastičnih materialov (2017) Izterjani iz quora.com.
  4. Kako izbrati hyperelastic material (2017) Izterjal iz simscale.com
  5. Hyperlestic material. Vzpostavljeno iz wikipedia.org.