Tipuri de materiale elastice, caracteristici și exemple

materiale elastice sunt acele materiale care au capacitatea de a rezista unei influențe sau forței distorsionante sau distorsionante și apoi să se întoarcă la forma și mărimea originală atunci când aceeași forță este îndepărtată.

Elasticitatea liniară este larg utilizată în proiectarea și analiza structurilor cum ar fi grinzi, plăci și foi.

Materialele elastice au o importanță deosebită pentru societate, deoarece multe dintre ele sunt folosite pentru îmbrăcăminte, pneuri, piese auto, etc.

Caracteristicile materialelor elastice

Atunci când un material elastic este deformat cu o forță externă, trece printr-o rezistență internă la deformare și restabilește la starea inițială, dacă forța exterioară nu este aplicată.

Într-o anumită măsură, cele mai multe materiale solide manifestă un comportament elastic, dar există o limită privind mărimea forței și deformarea care însoțește în recuperarea elastică.

Un material este considerat elastic dacă poate fi întins până la 300% din lungimea inițială.

Din acest motiv există o limită elastică, care este cea mai mare forță sau tensiune pe unitatea de suprafață a unui material solid care poate rezista la o deformare permanentă.

Pentru aceste materiale, limita de elasticitate marchează sfârșitul comportamentului său elastic și începutul comportamentului plastic. Pentru materialele mai slabe, stresul sau tulpina asupra rezistenței la randament duce la fracturarea acestora.

Rezistența la curgere depinde de tipul solidului considerat. De exemplu, o bară metalică poate fi extinsă elastic până la 1% din lungimea inițială.

Cu toate acestea, fragmentele din anumite materiale gumate pot avea extensii de până la 1000%. Proprietățile elastice ale celor mai intenționate solide tind să scadă între aceste două extreme.

Poate că te-ar putea interesa Cum se sintetizează un material elastic?

Tipuri de materiale elastice

Modele de materiale elastice Cauchy

În fizică, un material elastic este una în stres Cauchy / tensiune din fiecare punct este determinat numai de starea de deformare în raport cu o configurație de referință arbitrară. Acest tip de material este denumit și material simplu elastic.

Din această definiție, tensiunea într-un material elastic simplu nu depinde de calea de deformare, istoricul deformare, sau timpul necesar pentru a realiza această deformare.

Această definiție implică, de asemenea, că ecuațiile constitutive sunt spațiale locale. Acest lucru înseamnă că stresul este afectat numai de starea deformărilor dintr-un cartier apropiat de punctul în cauză.

De asemenea, implică faptul că forța unui corp (cum ar fi gravitatea) și forțele inerțiale nu pot afecta proprietățile materialului.

Materialele elastice simple sunt abstracții matematice și nici un material real nu se potrivește perfect acestei definiții.

Cu toate acestea, multe materiale elastice de interes practic, cum ar fi fier, plastic, lemn și beton, pot fi considerate materiale simple elastice pentru analiza stresului.

Deși tensiunea materialelor elastice simple depinde doar de starea de deformare, lucrarea efectuată de stres / stres poate depinde de calea de deformare.

Prin urmare, un material elastic simplu are o structură neconservatoare și tensiunea nu poate fi derivată dintr-o funcție de potențial elastic scalată. În acest sens, materialele conservatoare se numesc hiperelastice.

Materiale hipo-elastice

Aceste materiale elastice sunt cele care au o ecuație constitutivă independentă de măsurătorile de tensiune finită, cu excepția cazului liniar.

Modele hipoelásticos materiale sunt modele diferite de material hiperelastice sau materiale elastice simple, deoarece, cu excepția unor circumstanțe speciale, nu poate fi derivată dintr-o funcție de densitate de energie tulpinii (FDED).

Un material hipo-elastic poate fi definit riguros ca unul modelat folosind o ecuație constitutivă care satisface aceste două criterii:

• Dispozitiv de tensionare a tensiunii ō la timp T Depinde numai de ordinea în care organismul a avut loc configurațiile sale anterioare, dar nu și în perioada în care au fost trecut de aceste configurații anterioare.

Ca un caz special, acest criteriu include un material elastic simplu, în care tensiunea actuală depinde doar de configurația actuală, în loc de istoria configurațiilor anterioare.

• Există o funcție de întindere cu valoare G așa că ō = G (ō, L) în care ō este durata de tensionare a materialului și L fie tensorul gradientului de viteză spațială.

Materiale hiperelastice

Aceste materiale sunt denumite și materiale elastice verzi. Ele sunt un tip de ecuație constitutivă pentru materialele elastice ideale pentru care relația dintre stres este derivată dintr-o funcție de densitate a energiei de deformare. Aceste materiale sunt un caz special de materiale elastice simple.

Pentru multe materiale, modelele elastice liniare nu descriu corect comportamentul observat al materialului.

Exemplul cel mai comun al acestui tip de material este cauciucul, a cărui relație de stres-tulpină poate fi definită ca fiind neliniară, elastică, izotropă, incomprehensibilă și, în general, independentă de raportul de stres.

Hyperrelasticitatea oferă o modalitate de a modela comportamentul de stres-tulpină al acestor materiale.

Comportamentul elastomerilor goi și vulcanizați formează adesea idealul hiperelastic. Elastomerii compleți, spumele polimerice și țesuturile biologice sunt, de asemenea, modelate cu idealizare hiperelastică în minte.

Modelele de materiale hiperelastice sunt folosite în mod regulat pentru a reprezenta un comportament de mare deformare în materiale.

Acestea sunt utilizate de obicei pentru a modela comportamentul mecanic și elastomerii goi și plini.

Exemple de materiale elastice

1- Cauciuc natural

2 - Spandex sau lycra

3- cauciuc butilic (PIB)

4- Fluoroelastomer

5-elastomeri

Cauciucul de etilenă-propilenă (EPR)

7- Resilin

8 - cauciuc stiren-butadienă (SBR)

9-cloropren

10- Elastină

11 - Epiclorhidrină din cauciuc

12 - Nylon

13 - Terpene

14 - cauciuc de izopren

15 - Poilbutadienă

16- Cauciuc nitrilic

17- Vinil stretch

18- Elastomer termoplastic

19- cauciuc siliconic

20 - cauciuc etilenă-propilen-dienă (EPDM)

21 - Etilvinilacetat (cauciuc EVA sau spumant)

22 - cauciuc butilic halogenat (CIIR, BIIR)

23- Neopren

referințe

1. Tipuri de materiale elastice. Adus de la leaf.tv.
2. Cauciuc material elastic. Adus de la wikipedia.org.
3. Exemple de materiale elastice (2017) Recuperate de la quora.com.
4. Cum sa alegi un material hiperelastic (2017) Recuperat de la simscale.com
5. Material hiperlestic. Adus de la wikipedia.org.