Elastsed materjalid, omadused ja näited

The elastsed materjalid on need materjalid, mis on võimelised vastu pidama moonutavale või moonutavale mõjule või jõule, ning seejärel naaseb sama jõu eemaldamisel oma esialgse kuju ja suuruse juurde.

Lineaarset elastsust kasutatakse laialdaselt struktuuride, näiteks talade, plaatide ja lehtede projekteerimisel ja analüüsimisel.

Elastsed materjalid on ühiskonnale väga olulised, sest paljud neist on kasutatud riiete, rehvide, autoosade jms valmistamiseks..

Elastsete materjalide omadused

Kui elastne materjal deformeerub välise jõuga, tekib see sisemise takistuse suhtes ja taastab selle esialgse olekuni, kui välist jõudu enam ei rakendata.

Mõningal määral on enamikel tahketel materjalidel elastne käitumine, kuid selle elastse taastumise korral on jõu ja sellega kaasneva deformatsiooni ulatus piiratud..

Materjali peetakse elastseks, kui seda saab venitada kuni 300% ulatuses algsest pikkusest.

Sel põhjusel on olemas elastne piir, mis on suurim tugevus või pinge tahke materjali pindala kohta, mis talub püsivat deformatsiooni..

Nende materjalide puhul tähistab elastsuse piir selle elastse käitumise lõppu ja plastilise käitumise algust. Kõige nõrgemate materjalide puhul põhjustab selle elastsuse piirväärtus pingeid või pingeid.

Saagise tugevus sõltub vaadeldava tahke aine tüübist. Näiteks võib metallriba elastselt venitada kuni 1% selle algsest pikkusest.

Teatud kummist materjalide fragmentidel võib siiski esineda pikendusi kuni 1000%. Enamiku tahkete ainete elastsed omadused kipuvad nende kahe äärmuse vahel langema.

Võib-olla võite olla huvitatud Kuidas venitusmaterjal sünteesitakse?

Elastsete materjalide tüübid

Elastsete materjalide mudelid Cauchy

Füüsikas on Cauchy elastne materjal selline, kus iga punkti pinget / pinget määrab ainult deformatsiooni praegune seisund suvalise võrdluskonfiguratsiooni suhtes. Seda tüüpi materjali nimetatakse ka lihtsaks elastseks materjaliks.

Sellest definitsioonist lähtudes ei sõltu lihtsa elastse materjali pinge deformatsioonirajast, deformatsiooni ajaloost ega selle deformatsiooni saavutamiseks kuluvast ajast..

See määratlus tähendab ka seda, et konstitutiivsed võrrandid on ruumiliselt kohalikud. See tähendab, et stressi mõjutab ainult selle piirkonna lähedal asuvate deformatsioonide seisund.

See tähendab ka seda, et keha tugevus (nagu gravitatsioon) ja inertsiaaljõud ei mõjuta materjali omadusi..

Lihtsad elastsed materjalid on matemaatilised abstraktsioonid ja ükski reaalne materjal ei sobi sellele definitsioonile ideaalselt.

Kuid paljud praktilised huvipakkuvad materjalid, nagu raud, plast, puit ja betoon, võivad stressianalüüsi tegemisel olla lihtsad elastsed materjalid..

Kuigi lihtsate elastsete materjalide pinged sõltuvad ainult deformatsiooni olekust, võib pingest / stressist tulenev töö sõltuda deformatsioonirajast.

Seetõttu on lihtsal elastsel materjalil mitte-konservatiivne struktuur ja pinget ei saa tuletada mastaapitud elastse potentsiaali funktsioonist. Selles mõttes nimetatakse konservatiivseid materjale hüperelastseteks.

Hypoelastsed materjalid

Need elastsed materjalid on need, millel on lõplikest pingemõõtmistest sõltumatu konstitutiivne võrrand, välja arvatud lineaarsel juhul.

Hypoelastilised materjalimudelid erinevad hüperelastsetest materjalimudelitest või lihtsatest elastsetest materjalidest, kuna neid ei saa tuletada deformatsioonienergiafunktsioonist (FDED), välja arvatud teatud asjaoludel..

Hüpoelastset materjali saab täpselt defineerida kui sellist, mida modelleeritakse, kasutades konstitutiivset võrrandit, mis vastab nendele kahele kriteeriumile:

• Pinguti pingutus ō aega t see sõltub ainult sellest, millises järjekorras keha on oma mineviku konfiguratsioonid hõivanud, kuid mitte sellest ajast, mil need mineviku konfiguratsioonid läbisid.

Erilisel juhul sisaldab see kriteerium lihtsat elastset materjali, milles praegune pinged sõltuvad ainult praegusest konfiguratsioonist mineviku konfiguratsioonide ajaloo asemel.

• Väärtusega funktsioon on pingestatud G nii et ō = G (ō, L) kus ō on materjali ja. \ t L olema ruumi kiiruse gradiendi tensor.

Hüperelastsed materjalid

Neid materjale nimetatakse ka roheliseks elastseks materjaliks. Need on ideaalsete elastsete materjalide konstitutiivse võrrandi tüüp, mille puhul stressi seos tuletatakse deformatsioonienergiafunktsioonist. Need materjalid on lihtsate elastsete materjalide erijuhtum.

Paljude materjalide puhul ei kirjelda lineaarsed elastsed mudelid materjali täheldatud käitumist õigesti.

Hüperrelastsus annab võimaluse modelleerida nende materjalide stressitüve käitumist.

Tühjade ja vulkaniseeritud elastomeeride käitumine moodustab sageli hüperelastse ideaali. Täielikke elastomeere, polümeerseid vahtusid ja bioloogilisi kudesid modelleeritakse ka hüperelastilise ideaaliga.

Hüperelastiliste materjalide mudeleid kasutatakse regulaarselt materjalide suure deformatsiooni käitumiseks.

Neid kasutatakse tavaliselt mehaanilise käitumise ja tühjade ja täidetud elastomeeride modelleerimiseks.

Elastsete materjalide näited

1 - Looduslik kautšuk

2- Spandex või lycra

3-butüülkummi (PIB)

4- Fluoroelastomeer

5- Elastomeerid

6- etüleen-propüleenkummist (EPR)

7- Resilin

8- stüreen-butadieenkummi (SBR)

9 - kloropreen

10 - Elastiin

11 - Kummi epiklorohüdriin

12 - Nailon

13- Terpeen

14-isopreenkummi

15-poilbutadieen

16- Nitriilkummi

17 - Stretch vinüül

18 - Termoplastne elastomeer

19 - Silikoonkummist

20-etüleen-propüleen-dieenkummi (EPDM)

21-etüülinüülatsetaat (EVA kummist või vahust)

22- Halogeenitud butüülkummi (CIIR, BIIR)

23 - Neopreen

Viited

1. Elastsete materjalide tüübid. Välja otsitud leaf.tv-st.
2. Cauchy elastne materjal. Välja otsitud aadressilt wikipedia.org.
3. Elastsete materjalide näited (2017) Taastati quora.com-lt.
4. Kuidas valida hüperelastset materjali (2017) Taastati simscale.com-lt
5. Hüpermajuline materjal. Välja otsitud aadressilt wikipedia.org.