Поділитися:
Типи, характеристики та приклади еластичних матеріалів
The еластичні матеріали є ті матеріали, які мають здатність протистояти спотворюючому або спотворюючому впливу або силі, а потім повертатися до своєї початкової форми і розміру, коли знята одна і та ж сила.
Лінійна еластичність широко використовується при проектуванні і аналізі таких конструкцій, як балки, пластини і листи.
Еластичні матеріали мають велике значення для суспільства, оскільки багато з них використовуються для виготовлення одягу, шин, автомобільних деталей тощо..
Характеристики еластичних матеріалів
Коли еластичний матеріал деформується зовнішньою силою, він відчуває внутрішній опір деформації і відновлює його до вихідного стану, якщо зовнішня сила більше не застосовується.
До певної міри більшість твердих матеріалів проявляють пружну поведінку, але існує межа величини сили і супутньої деформації в межах цього еластичного відновлення..
Матеріал вважається еластичним, якщо його можна розтягнути до 300% від початкової довжини.
З цієї причини існує межа пружності, який є найбільшою міцністю або натягом на одиницю площі твердого матеріалу, який може витримати постійну деформацію.
Для цих матеріалів межа пружності позначає кінець її пружної поведінки і початок її пластичної поведінки. Для найслабших матеріалів напруження або напруга на межі його пружності призводить до його руйнування.
Межа плинності залежить від типу розглянутого твердого тіла. Наприклад, металеву планку можна розтягувати пружно до 1% від її початкової довжини.
Однак, фрагменти певних клейких матеріалів можуть зазнавати розширення до 1000%. Еластичні властивості більшості цілей твердого тіла мають тенденцію до падіння між цими двома крайностями.
Можливо, вам буде цікаво, як синтезується матеріал для розтягування?
Види еластичних матеріалів
Моделі еластичних матеріалів Коші
У фізиці пружним матеріалом Коші є той, в якому напруга / напруга кожної точки визначається тільки поточним станом деформації по відношенню до довільної конфігурації. Цей тип матеріалу також називають простим еластичним матеріалом.
Виходячи з цього визначення, напруга в простому пружному матеріалі не залежить від шляху деформації, історії деформації або часу, необхідного для досягнення цієї деформації.
Це визначення також передбачає, що конститутивні рівняння є просторово локальними. Це означає, що на напругу впливає тільки стан деформацій в околиці поблизу даної точки.
Це також передбачає, що сила тіла (наприклад, сила тяжіння) і інерційні сили не можуть впливати на властивості матеріалу.
Прості еластичні матеріали - це математичні абстракції, і жоден реальний матеріал не ідеально підходить для цього визначення.
Проте, багато еластичних матеріалів, що представляють практичний інтерес, такі як залізо, пластик, дерево і бетон, можна вважати простими пружними матеріалами для цілей аналізу напружень..
Хоча натяг простих пружних матеріалів залежить тільки від стану деформації, робота, що виконується напругою / напругою, може залежати від шляху деформації.
Отже, простий еластичний матеріал має неконсервативну структуру і натяг не може бути отримано з масштабованої пружної потенціальної функції. У цьому сенсі матеріали, які є консервативними, називаються гіпереластичними.
Гіпо-еластичні матеріали
Такими пружними матеріалами є ті, які мають конститутивне рівняння, незалежне від вимірювань кінцевого напруги, за винятком лінійного випадку.
Моделі гіпо-еластичних матеріалів відрізняються від моделей гіпереластичних матеріалів або простих еластичних матеріалів, оскільки, за винятком конкретних обставин, вони не можуть бути отримані з функції щільності енергії деформації (FDED).
Гіпоеластичний матеріал може бути строго визначений як той, який моделюється з використанням конститутивного рівняння, що задовольняє цим двом критеріям:
- Натягувач натягу ō до часу t це залежить тільки від порядку, в якому тіло займало свої колишні конфігурації, але не в проміжок часу, коли ці минулі конфігурації проходили.
Як окремий випадок цей критерій включає простий еластичний матеріал, в якому струмова напруга залежить тільки від поточної конфігурації замість історії минулих конфігурацій..
- Є натягувач функцій зі значенням G так що ō = G (ō, L) в якому ō - розмах тензорного натягу матеріалу і L є тензором градієнта просторової швидкості.
Гіпереластичні матеріали
Ці матеріали також називаються зеленими еластичними матеріалами. Вони являють собою тип конститутивного рівняння для ідеально еластичних матеріалів, для яких зв'язок між напругою випливає з функції щільності енергії деформації. Ці матеріали є особливим випадком простих еластичних матеріалів.
Для багатьох матеріалів лінійні пружні моделі не коректно описують спостережувану поведінку матеріалу.
Гіперреластичність забезпечує спосіб моделювання напружено-деформованої поведінки цих матеріалів.
Поведінка порожніх і вулканізованих еластомерів часто складають гіпереластичний ідеал. Повні еластомери, полімерні піни та біологічні тканини також моделюються з урахуванням гіпереластичної ідеалізації.
Моделі гіпереластичних матеріалів регулярно використовуються для представлення поведінки великих деформацій в матеріалах.
Зазвичай вони використовуються для моделювання механічної поведінки і порожніх і заповнених еластомерів.
Приклади еластичних матеріалів
1 - Натуральний каучук
2. Спандекс або лайкра
3-бутиловий каучук (PIB)
4 - фторэластомер
5- Еластомери
6 - етилен-пропіленовий каучук (ЕПР)
7- Resilin
8 - Бутадієновий каучук стиролу (SBR)
9- Хлоропрен
10- еластин
11 - Гумовий епіхлоргідрін
12 - нейлон
13- Терпен
14- Ізопреновий каучук
15- Поїльбутадієн
16- Нітрильний каучук
17 - Стретч вініл
18 - Термопластичний еластомер
19- Силіконова гума
20-Етилен-пропілен-дієновий каучук (EPDM)
21-Етилвінілацетат (гума EVA або пінистий)
22- Галогенований бутилкаучук (CIIR, BIIR)
23- Неопрен
Список літератури
- Види еластичних матеріалів. Отримано з leaf.tv.
- Еластичний матеріал коши. Отримано з wikipedia.org.
- Приклади еластичних матеріалів (2017) Відновлені з quora.com.
- Як вибрати гіпероластичний матеріал (2017) Відновлений з simscale.com
- Гіперлестичний матеріал. Отримано з wikipedia.org.