Delen:
Typen, kenmerken en voorbeelden van elastische materialen
de elastische materialen zijn die materialen die het vermogen hebben om weerstand te bieden aan een vervormende of vervormende invloed of kracht, en dan terugkeren naar hun oorspronkelijke vorm en grootte wanneer dezelfde kracht wordt verwijderd.
De lineaire elasticiteit wordt veel gebruikt in het ontwerp en de analyse van structuren zoals balken, platen en platen.
Elastische materialen zijn van groot belang voor de samenleving omdat veel van hen worden gebruikt voor het maken van kleding, banden, auto-onderdelen, enz..
Kenmerken van elastische materialen
Wanneer een elastisch materiaal wordt vervormd met een externe kracht, ervaart het een inwendige weerstand tegen de vervorming en herstelt het in de oorspronkelijke staat als de externe kracht niet langer wordt toegepast.
Tot op zekere hoogte vertonen de meeste vaste materialen een elastisch gedrag, maar er is een limiet aan de grootte van de kracht en de bijbehorende vervorming binnen dit elastische herstel.
Een materiaal wordt als elastisch beschouwd als het tot 300% van zijn oorspronkelijke lengte kan worden uitgerekt.
Om deze reden is er een elasticiteitslimiet, de grootste sterkte of spanning per oppervlakte-eenheid van een vaste stof die bestand is tegen permanente vervorming.
Voor deze materialen markeert de elasticiteitslimiet het einde van zijn elastische gedrag en het begin van zijn plastisch gedrag. Voor de zwakste materialen resulteert stress of spanning op de elasticiteitsgrens in de breuk.
De vloeigrens hangt af van het type vaste stof dat in aanmerking wordt genomen. Een metalen staaf kan bijvoorbeeld elastisch worden uitgerekt tot 1% van de oorspronkelijke lengte.
Aan fragmenten van bepaalde gummy-materialen kunnen echter uitbreidingen tot 1000% optreden. De elastische eigenschappen van de meeste intentie vaste stoffen hebben de neiging om te vallen tussen deze twee uitersten.
Misschien bent u misschien geïnteresseerd Hoe wordt een stretchmateriaal gesynthetiseerd?
Soorten elastische materialen
Modellen van elastische materialen Cauchy
In de fysica is een elastisch Cauchy-materiaal een materiaal waarin de spanning / spanning van elk punt alleen wordt bepaald door de huidige toestand van deformatie ten opzichte van een willekeurige referentieconfiguratie. Dit type materiaal wordt ook eenvoudig elastisch materiaal genoemd.
Uitgaande van deze definitie hangt de spanning in een eenvoudig elastisch materiaal niet af van het vervormingspad, de geschiedenis van de vervorming of de tijd die het kost om die vervorming te bereiken..
Deze definitie houdt ook in dat de constitutieve vergelijkingen ruimtelijk lokaal zijn. Dit betekent dat stress alleen wordt beïnvloed door de toestand van de vervormingen in een buurt nabij het punt in kwestie.
Het impliceert ook dat de sterkte van een lichaam (zoals zwaartekracht) en inertiële krachten de eigenschappen van het materiaal niet kunnen beïnvloeden.
Eenvoudige elastische materialen zijn wiskundige abstracties en er is geen echt materiaal dat perfect bij deze definitie past.
Veel elastische materialen van praktisch belang zoals ijzer, kunststof, hout en beton kunnen echter worden aangenomen als eenvoudige elastische materialen voor spanningsanalysedoeleinden..
Hoewel de spanning van eenvoudige elastische materialen alleen afhankelijk is van de staat van vervorming, kan het werk dat wordt gedaan door spanning / spanning afhangen van het vervormingstraject.
Daarom heeft een eenvoudig elastisch materiaal een niet-conservatieve structuur en kan de spanning niet worden afgeleid van een geschaalde elastische potentiaalfunctie. In die zin worden materialen die conservatief zijn hyperelastisch genoemd.
Hypo-elastische materialen
Deze elastische materialen zijn materialen die een constitutieve vergelijking hebben die onafhankelijk is van de eindige stressmetingen behalve in het lineaire geval.
Hypo-elastische materiaalmodellen verschillen van hyperelastische materiaalmodellen of eenvoudige elastische materialen omdat ze, behalve in bepaalde omstandigheden, niet kunnen worden afgeleid van een deformatie-energiedichtheidsfunctie (FDED).
Een hypo-elastisch materiaal kan rigoureus worden gedefinieerd als een model dat is gemodelleerd met behulp van een constitutieve vergelijking die aan deze twee criteria voldoet:
- Spanspanner ō naar de tijd t het hangt alleen af van de volgorde waarin het lichaam zijn eerdere configuraties heeft ingenomen, maar niet in de periode waarin deze eerdere configuraties zijn doorlopen.
Als een speciaal geval omvat dit criterium een eenvoudig elastisch materiaal, waarbij de huidige spanning alleen afhangt van de huidige configuratie in plaats van de geschiedenis van de eerdere configuraties.
- Er is een functiespanner met waarde G dus dat ō = G (ō, L) waarin ō is de overspanning van de tensorspanning van het materiaal en L de tensor voor de snelheid van de ruimtesnelheid zijn.
Hyperelastische materialen
Deze materialen worden ook groene elastische materialen genoemd. Ze zijn een soort constitutieve vergelijking voor ideale elastische materialen waarbij de relatie tussen stress wordt afgeleid van een deformatie-energiedichtheidsfunctie. Deze materialen zijn een speciaal geval van eenvoudige elastische materialen.
Voor veel materialen beschrijven lineaire elastische modellen het waargenomen gedrag van het materiaal niet correct.
Hyperrelasticiteit biedt een manier om het stress-vervormingsgedrag van deze materialen te modelleren.
Het gedrag van lege en gevulcaniseerde elastomeren vormt vaak het hyperelastische ideaal. Volledige elastomeren, polymere schuimen en biologische weefsels worden ook gemodelleerd met hyperelastische idealisatie in gedachten.
De modellen hyperelastische materialen worden regelmatig gebruikt om een gedrag van grote deformatie in materialen weer te geven.
Ze worden meestal gebruikt om mechanisch gedrag en lege en gevulde elastomeren te modelleren.
Voorbeelden van elastische materialen
1- Natuurlijk rubber
2- Spandex of lycra
3- Butylrubber (PIB)
4- Fluorelastomeer
5- elastomeren
6- Ethyleen-propyleen rubber (EPR)
7- Resilin
8- Styreen-butadieenrubber (SBR)
9- Chloropreen
10 - Elastine
11- Rubber epichloorhydrine
12 - Nylon
13- Terpene
14- Isopreenrubber
15 - Poilbutadieen
16- Nitrilrubber
17 - Stretch vinyl
18- Thermoplastisch elastomeer
19 - Siliconenrubber
20- Ethyleen-propyleen-dieenrubber (EPDM)
21- Ethylvinylacetaat (EVA-rubber of schuimend)
22- Gehalogeneerde butylrubber (CIIR, BIIR)
23- Neopreen
referenties
- Soorten elastische materialen. Opgehaald van leaf.tv.
- Cauchy elastisch materiaal. Opgehaald van wikipedia.org.
- Voorbeelden van elastische materialen (2017) Hersteld van quora.com.
- Hoe een hyperelastisch materiaal te kiezen (2017) Hersteld van simscale.com
- Hyperlestic materiaal. Opgehaald van wikipedia.org.