Elastiset materiaalit

Kumi on materiaali, jolla on suuri vastus muodonmuutokselle. Lisenssillä

Mitkä ovat joustavat materiaalit?

Se elastiset materiaalit Ne ovat materiaaleja, joilla on kyky vastustaa vääristävää tai muodonmuutosvaikutusta tai voimaa, ja palata sitten alkuperäiseen muotoonsa ja kokoonsa, kun sama voima poistetaan.

Lineaarista joustavuutta käytetään laajasti rakenteiden, kuten palkkien, levyjen ja arkkien, suunnittelussa ja analysoinnissa. 

Joustavat materiaalit ovat erittäin tärkeitä yhteiskunnalle, koska monia niistä käytetään vaatteiden, renkaiden, autojen varaosien jne. Valmistamiseen jne.

Joustavien materiaalien ominaisuudet

- Kun joustava materiaali on muodonmuutos ulkoisella voimalla, se kokee sisäisen muodonmuutoksen vastustuskyvyn ja palauttaa alkuperäisen tilan, jos ulkoista voimaa ei enää sovelleta.

Jossain määrin useimmilla kiinteillä materiaaleilla on joustava käyttäytyminen, mutta mukana olevan voiman ja muodonmuutoksen suuruusraja tässä elastisessa palautuksessa.

- Materiaalia pidetään joustavana, jos se voidaan venyttää jopa 300%: iin sen alkuperäisestä pituudesta. Tästä syystä on joustava raja, joka on kiinteän materiaalin suurin voima tai jännitys yksikköä kohti, joka voi tukea pysyvää muodonmuutosta.

- Näille materiaaleille joustavuusraja merkitsee elastisen käyttäytymisensä loppua ja muovikäyttäytymisen alkua. Heikkoimpien materiaalien kohdalla sen joustavuusrajan stressi tai jännitys johtaa sen murtumiseen.

- Joustavuusraja riippuu huomioon otetun kiinteän aineen tyypistä. Esimerkiksi metallipalkki voidaan pidentää elastisesti jopa 1% alkuperäisestä pituudestaan. Tiettyjen kumimaisten materiaalien fragmentit voivat kuitenkin kokea jopa 1000%: n pidennykset.

Voi palvella sinua: rautaseokset: ominaisuudet, tyypit, esimerkit

- Useimpien kiinteiden aineiden joustavat ominaisuudet yleensä putoavat näiden kahden pään väliin.

Tyypit joustavat materiaalit

Cauchy -tyyppiset elastiset materiaalimallit

Fysiikassa elastinen cauchy -materiaali on sellainen, jossa kunkin pisteen jännitys määritetään vain muodonmuutoksen nykyisellä tilalla mielivaltaisen viitekonfiguraation suhteen. Tämän tyyppisiä materiaaleja kutsutaan myös yksinkertaiseksi joustavaksi materiaaliksi.

Tästä määritelmästä alkaen yksinkertaisen elastisen materiaalin jännitys ei riipu muodonmuutoksen reitistä, muodonmuutoksen historiasta tai sen muodonmuutoksen saavuttamiseksi kuluu ajan.

Tämä määritelmä viittaa myös siihen, että konstitutiiviset yhtälöt ovat alueellisesti paikallisia. Tämä tarkoittaa, että muodonmuutostila vaikuttaa stressiin vain kyseisen kohdan lähellä olevassa vaiheessa.

Se tarkoittaa myös, että kehon (kuten painovoima) ja hitausvoimat eivät voi vaikuttaa materiaaliominaisuuksiin.

Yksinkertaiset joustavat materiaalit ovat matemaattisia abstraktioita, eikä mikään todellinen materiaali sopii tähän määritelmään täydellisesti.

Monia käytännöllisiä elastisia materiaaleja, kuten rautaa, muovia, puuta ja betonia, voidaan kuitenkin olettaa yksinkertaisina elastisina materiaaleina stressianalyysiä varten.

Vaikka yksinkertaisten elastisten materiaalien jännitys riippuu vain muodonmuutostilasta, jännityksen/stressin tekemä työ voi riippua muodonmuutospolusta.

Siksi yksinkertaisella elastisella materiaalilla on ei -konservatiivinen rakenne, eikä jännitystä voida johtaa eskalaation elastisesta potentiaalifunktiosta. Tässä mielessä konservatiivisia materiaaleja kutsutaan hypereLastiksi.

Voi palvella sinua: kationi: koulutus, erot anionin ja esimerkkien kanssa

Hypolastiset materiaalit

Nämä elastiset materiaalit ovat niitä, joilla on riippumaton konstitutiivinen yhtälö äärellisistä jännitysmittareista, paitsi lineaarisessa tapauksessa.

Hyperetela -materiaalien tai yksinkertaisten elastisten materiaalien mallit eroavat hypoolastisista materiaalimalleista, koska paitsi tietyissä olosuhteissa niitä ei voida johtaa tiheystiheysfunktion (FDED) (FDED) perusteella.

Hypoelastinen materiaali voidaan määritellä tiukasti sellaiseksi, joka on mallinnettu käyttämällä konstitutiivista yhtälöä, joka täyttää nämä kaksi kriteeriä:

- Jännityskiristin jompikumpi samaan aikaan t Se riippuu vain siitä järjestyksestä, jolla elin on miehittänyt aikaisemmat kokoonpanonsa, mutta ei ajanjaksolla, jolloin nämä aikaisemmat kokoonpanot ylitettiin.

Erityisesti tämä kriteeri sisältää yksinkertaisen elastisen materiaalin, jossa nykyinen jännitys riippuu vain nykyisestä kokoonpanosta aikaisempien kokoonpanojen historian sijasta.

- On arvonnardi G jotta jompikumpi = G (jompikumpi, Lens), jossa jompikumpi Se on kiristimen jännitysjännitys ja Lens Ole alueellinen nopeuskiristin.

Hyperelastiset materiaalit

Näitä materiaaleja kutsutaan myös vihreiksi joustaviksi materiaaleiksi. Ne ovat eräänlainen konstitutiivinen yhtälö ihanteelliselle joustaville materiaaleille, joille jännityksen välinen suhde on johdettu muodonmuutosenergian funktiotiheydestä.

Nämä materiaalit ovat erityistapausta yksinkertaisia ​​joustavia materiaaleja.

Monille materiaaleille elastiset lineaariset mallit eivät kuvaa oikein materiaalin havaittua käyttäytymistä.

Yleisin esimerkki tällaisesta materiaalista on kumi, jonka stressisuhde voidaan määritellä epälineaariseksi, joustavaksi, isotrooppiseksi, puristamattomaksi ja yleensä sen jännitteestä riippumaton.

Voi palvella sinua: Kloori: Historia, ominaisuudet, rakenne, riskit, käyttötarkoitukset

Hyperelastisuus tarjoaa tavan mallintaa näiden materiaalien stressin opetuskäyttäytymistä.

Tyhjien ja vulkanoituneiden elastomeerien käyttäytyminen muodostavat usein hyperelastisen ihanteen. Täydelliset elastomeerit, polymeeriset vaahdot ja biologiset kudokset on myös mallinnettu hypereLastisen idealisoinnin mielessä.

HypereLastisia materiaalimalleja käytetään säännöllisesti edustamaan materiaaleissa suurta muodonmuutosta.

Niitä käytetään yleensä mekaanisten ja tyhjien ja täyden elastomeerien mallintamiseen.

Esimerkkejä joustavista materiaaleista

- Luonnonkumi

- Spandex tai lycra

- Butyylikumit (BKT)

- Fluoroelastomeeri

- Elastomeerit

- Etyleeni-propeenikumit (EPR)

- Resiliini

- Sekoitusbutadieenikumin (SBR)

- Kloropeeni

- Elastiini

- Kumipiikloorihydriini

- Nylon

- Terpeno

- Isopreenikumit

- Polybutadieeni

- Nitriilinen kumi

- Venytys vinyyli

- Kestomuovinen elastomeeri

- Silikonikumi

- Etyleeni-propeeni-diene kumi (EPDM)

- Etylvinilaceato (EVA tai vaahtoava kumi)

- Halogisoidut butyd -kumi (CIIR, BIIR)

- Neopreeni

Viitteet

1. Tyypit joustavat materiaalit. Palannut lehdistä.TV.
2. Elastisen materiaalin cauchy. Haettu jstk.Wikipedia.org.
3. Hyperlestinen materiaali. Haettu jstk.Wikipedia.org.