Поделиться:
Типы, характеристики и примеры эластичных материалов
эластичные материалы те материалы, которые имеют способность противостоять искажающему или искажающему воздействию или силе, а затем возвращаются к своей первоначальной форме и размеру, когда та же сила устраняется.
Линейная эластичность широко используется при проектировании и анализе таких конструкций, как балки, плиты и листы..
Эластичные материалы имеют большое значение для общества, потому что многие из них используются для изготовления одежды, шин, автомобильных деталей и т. Д..
Характеристики эластичных материалов
Когда эластичный материал деформируется с помощью внешней силы, он испытывает внутреннее сопротивление деформации и восстанавливает его в исходное состояние, если внешняя сила больше не применяется.
В некоторой степени большинство твердых материалов проявляют упругие свойства, но существует предел величины силы и сопутствующей деформации в рамках этого упругого восстановления.
Материал считается эластичным, если его можно растянуть до 300% от его первоначальной длины..
По этой причине существует предел упругости, который представляет собой наибольшую прочность или растяжение на единицу площади твердого материала, который может противостоять постоянной деформации..
Для этих материалов предел упругости отмечает конец его упругого поведения и начало его пластического поведения. Для самых слабых материалов напряжение или напряжение на пределе упругости приводит к его разрушению.
Предел текучести зависит от типа рассматриваемого твердого вещества. Например, металлический стержень может быть эластично растянут до 1% от его первоначальной длины.
Однако фрагменты некоторых смолистых материалов могут иметь расширение до 1000%. Упругие свойства большинства твердых тел имеют тенденцию падать между этими двумя крайностями.
Может быть, вам может быть интересно, как синтезируется растягивающийся материал?
Типы эластичных материалов
Модели эластичных материалов Коши
В физике эластичный материал Коши - это материал, в котором напряжение / растяжение каждой точки определяется только текущим состоянием деформации относительно произвольной эталонной конфигурации. Этот тип материала также называют простым упругим материалом.
Исходя из этого определения, напряжение в простом упругом материале не зависит от пути деформации, истории деформации или времени, которое требуется для достижения этой деформации.
Это определение также подразумевает, что определяющие уравнения пространственно локальны. Это означает, что на напряжение влияет только состояние деформаций в окрестности вблизи рассматриваемой точки..
Это также подразумевает, что сила тела (например, сила тяжести) и силы инерции не могут влиять на свойства материала..
Простые упругие материалы являются математическими абстракциями, и ни один реальный материал не соответствует этому определению.
Однако многие упругие материалы, представляющие практический интерес, такие как железо, пластик, дерево и бетон, могут рассматриваться как простые упругие материалы для целей анализа напряжений..
Хотя натяжение простых упругих материалов зависит только от состояния деформации, работа, выполняемая напряжением / напряжением, может зависеть от пути деформации.
Следовательно, простой эластичный материал имеет неконсервативную структуру, и растяжение не может быть получено из масштабированной функции упругого потенциала. В этом смысле консервативные материалы называются гиперэластичными..
Гипоэластичные материалы
Эти упругие материалы представляют собой те, которые имеют определяющее уравнение, независимое от измерений конечных напряжений, за исключением линейного случая.
Модели гиперэластичного материала отличаются от моделей гиперэластичного материала или простых эластичных материалов, потому что, за исключением особых обстоятельств, они не могут быть получены из функции плотности энергии деформации (FDED).
Гипоэластичный материал может быть строго определен как материал, который моделируется с использованием конститутивного уравнения, которое удовлетворяет этим двум критериям:
- Натяжитель натяжения ō ко времени T это зависит только от порядка, в котором тело заняло свои прошлые конфигурации, но не от той ошибки, в которой эти прошлые конфигурации были пройдены.
В качестве особого случая этот критерий включает в себя простой упругий материал, в котором текущее напряжение зависит только от текущей конфигурации, а не от истории прошлых конфигураций..
- Есть функция-натяжитель со значением G так что ō = G (ō, L) в котором ō является размахом тензорного натяжения материала и L быть тензор градиента пространственной скорости.
Гиперэластичные материалы
Эти материалы также называют зелеными упругими материалами. Они представляют собой тип определяющего уравнения для идеально упругих материалов, для которого связь между напряжениями получается из функции плотности энергии деформации. Эти материалы являются частным случаем простых эластичных материалов..
Для многих материалов линейные упругие модели не правильно описывают наблюдаемое поведение материала.
Сверхупругость дает возможность моделировать деформационное поведение этих материалов.
Поведение пустых и вулканизированных эластомеров часто составляет гиперэластичный идеал. Полные эластомеры, полимерные пены и биологические ткани также моделируются с учетом гиперэластичной идеализации.
Модели гиперэластичных материалов регулярно используются для представления поведения большой деформации в материалах..
Они обычно используются для моделирования механического поведения и пустых и наполненных эластомеров.
Примеры эластичных материалов
1- Натуральный каучук
2- Спандекс или лайкра
3- бутилкаучук (PIB)
4- фторэластомер
5- Эластомеры
6- Этилен-пропиленовый каучук (ЭПР)
7- Ресилин
8- Стирол-бутадиеновый каучук (SBR)
9- Хлоропрен
10- Эластин
11- каучук эпихлоргидрин
12- нейлон
13- терпен
14- Изопреновый каучук
15- Пойлбутадиен
16- нитриловая резина
17- эластичный винил
18- Термопластичный эластомер
19- Силиконовая резина
20- Этилен-пропилен-диеновый каучук (EPDM)
21- Этилвинилацетат (ЭВА каучук или пена)
22- Галогенированный бутилкаучук (CIIR, BIIR)
23- неопрен
ссылки
- Типы эластичных материалов. Получено с leaf.tv.
- Коши эластичный материал. Получено с wikipedia.org.
- Примеры эластичных материалов (2017) Восстановлено с quora.com.
- Как выбрать гиперэластичный материал (2017) Восстановлено с simscale.com
- Гиперстильный материал. Получено с wikipedia.org.