Elastīgo materiālu veidi, raksturlielumi un piemēri

The elastīgi materiāli tie ir materiāli, kas spēj izturēt kropļojošu vai izkropļojošu ietekmi vai spēku, un pēc tam, kad tiek noņemts tāds pats spēks, atgriežas sākotnējā formā un lielumā..

Lineāro elastību plaši izmanto tādu konstrukciju, kā sijas, plāksnes un loksnes, projektēšanā un analīzē.

Elastīgajiem materiāliem ir liela nozīme sabiedrībā, jo daudzi no tiem tiek izmantoti, lai izgatavotu apģērbu, riepas, automobiļu detaļas utt..

Elastīgo materiālu raksturojums

Ja elastīgs materiāls ir deformēts ar ārēju spēku, tam piemīt iekšēja pretestība deformācijai un atjauno to sākotnējā stāvoklī, ja ārējais spēks vairs netiek pielietots.

Zināmā mērā lielākajai daļai cieto materiālu piemīt elastīga uzvedība, bet šajā elastīgajā atveseļošanā ir ierobežojums spēka lielumam un tam pievienotajai deformācijai..

Materiālu uzskata par elastīgu, ja to var izstiept līdz 300% no tā sākotnējā garuma.

Šā iemesla dēļ ir elastīga robeža, kas ir lielākais stiprums vai spriegums uz cietā materiāla laukuma vienību, kas var izturēt pastāvīgu deformāciju..

Šiem materiāliem elastības robeža iezīmē tās elastīgās uzvedības beigas un plastiskās uzvedības sākumu. Vājākajiem materiāliem spriedze vai spriedze tās elastības robežās rada tā lūzumu.

Ienesīguma stiprums ir atkarīgs no aplūkotā cietā materiāla veida. Piemēram, metāla stieni var elastīgi izstiept līdz 1% no tā sākotnējā garuma.

Tomēr dažu gumijas materiālu fragmentiem var būt līdz 1000%. Lielākā daļa nolūku cieto vielu elastīgās īpašības parasti nokrīt starp šīm divām galējībām.

Varbūt jūs varētu interesēt Kā sintezē stiepjas materiālu?

Elastīgo materiālu veidi

Elastīgo materiālu modeļi Cauchy

Fizikā Cauchy elastīgais materiāls ir tāds, kurā katra punkta stresu / spriedzi nosaka tikai pašreizējais deformācijas stāvoklis attiecībā uz patvaļīgu atskaites konfigurāciju. Šo materiālu sauc arī par vienkāršu elastīgu materiālu.

Sākot no šīs definīcijas, spriegums vienkāršā elastīgā materiālā nav atkarīgs no deformācijas ceļa, deformācijas vēstures vai laika, kas nepieciešams, lai sasniegtu šo deformāciju..

Šī definīcija arī nozīmē, ka konstitūcijas vienādojumi ir telpiski lokāli. Tas nozīmē, ka stresu ietekmē tikai deformāciju stāvoklis apkārtnē, kas atrodas netālu no attiecīgā punkta.

Tas nozīmē arī to, ka ķermeņa stiprums (piemēram, smagums) un inerces spēki nevar ietekmēt materiāla īpašības..

Vienkāršie elastīgie materiāli ir matemātiskas abstrakcijas, un neviena reāla materiāla precīzi neatbilst šai definīcijai.

Tomēr daudzi elastīgi materiāli ar praktisku interesi, piemēram, dzelzs, plastmasa, koks un betons, var tikt uzskatīti par vienkāršiem elastīgiem materiāliem stresa analīzei..

Lai gan vienkāršo elastīgo materiālu spriedze ir atkarīga tikai no deformācijas stāvokļa, stresa / stresa paveiktais darbs var būt atkarīgs no deformācijas ceļa.

Tādēļ vienkāršam elastīgam materiālam ir nekonservatīva struktūra, un spriegumu nevar atvasināt no elastīgas elastības potenciāla funkcijas. Šajā ziņā konservatīvie materiāli tiek saukti par hiperelastiskiem.

Hipoelastiskie materiāli

Šie elastīgie materiāli ir tie, kuriem ir konstitūcijas vienādojums, kas nav atkarīgs no galīgajiem sprieguma mērījumiem, izņemot lineāro gadījumu.

Hipoelastisko materiālu modeļi atšķiras no hiperelastiskiem materiālu modeļiem vai vienkāršiem elastīgiem materiāliem, jo, izņemot īpašus apstākļus, tos nevar atvasināt no deformācijas enerģijas blīvuma funkcijas (FDED)..

Hipoelastisko materiālu var precīzi definēt kā tādu, kas modelēts, izmantojot konstitūcijas vienādojumu, kas atbilst šiem diviem kritērijiem:

• Spriegojuma spriegotājs ō laiku t tas ir atkarīgs tikai no tā, kādā kārtībā iestāde ir aizpildījusi tās pagātnes konfigurācijas, bet ne tādā secībā, kad šīs pagātnes konfigurācijas tika šķērsotas.

Īpašā gadījumā šis kritērijs ietver vienkāršu elastīgu materiālu, kurā pašreizējā spriedze ir atkarīga tikai no pašreizējās konfigurācijas, nevis iepriekšējo konfigurāciju vēstures..

• Ir funkcija ar spriegotāju ar vērtību G tā, ka ō = G (ō, L) kurā ō ir materiāla tenzora sprieguma un. \ t L ir telpas ātruma gradienta tenzors.

Hiperelastiskie materiāli

Šie materiāli tiek saukti arī par zaļiem elastīgiem materiāliem. Tie ir konstitūcijas vienādojuma veids ideāli elastīgiem materiāliem, kuru saikne starp stresu ir iegūta no deformācijas enerģijas blīvuma funkcijas. Šie materiāli ir vienkāršs elastīgu materiālu īpašs gadījums.

Daudziem materiāliem lineārie elastīgie modeļi nav pareizi aprakstījuši materiāla novēroto uzvedību.

Hiperrelastiskums nodrošina veidu, kā modelēt šo materiālu spriedzes deformāciju.

Tukšo un vulkanizēto elastomēru uzvedība bieži vien veido hiperelastisko ideālu. Pilnīgi elastomēri, polimēru putas un bioloģiskie audi tiek modelēti arī ar hiperelastisku idealizāciju.

Hiperelastisko materiālu modeļi tiek regulāri izmantoti, lai attēlotu materiālu lielu deformāciju.

Tos parasti izmanto, lai modelētu mehānisku uzvedību un tukšus un piepildītus elastomērus.

Elastīgu materiālu piemēri

1. Dabīgais kaučuks

2 - Spandekss vai likra

3- butilgumija (PIB)

4- Fluorelastomērs

5- Elastomēri

6- Etilēn-propilēna gumija (EPR)

7- Resilin

8- stirola-butadiēna gumija (SBR)

9 - Hloroprēns

10 - Elastīns

11 - Gumijas epihlorhidrīns

12 - neilons

13 - Terpēns

14 - Izopēna gumija

15-poilbutadiēns

16-nitrila gumija

17 - Izstieptais vinils

18 - Termoplastisks elastomērs

19 - Silikona gumija

20 - Etilēn-propilēna-dienvidu gumija (EPDM)

21 - Etilinilacetāts (EVA gumija vai putu)

22- Halogenēta butila gumija (CIIR, BIIR)

23 - Neoprēns

Atsauces

1. Elastīgo materiālu veidi. Izgūti no leaf.tv.
2. Cauchy elastīgs materiāls. Izgūti no wikipedia.org.
3. Elastīgo materiālu piemēri (2017) Atgūts no quora.com.
4. Kā izvēlēties hiperelastisku materiālu (2017) Atgūts no simscale.com
5. Hiperlīniskais materiāls. Izgūti no wikipedia.org.