Typy, vlastnosti a příklady elastických materiálů

The elastické materiály jsou materiály, které mají schopnost odolat deformačnímu nebo deformačnímu vlivu nebo síle a poté se vrátí zpět do původního tvaru a velikosti, když je stejná síla stažena.

Lineární pružnost se často používá při navrhování a analýze konstrukcí, jako jsou nosníky, desky a plechy. Elastické materiály mají pro společnost velký význam, protože mnoho z nich se používá k výrobě oděvů, pneumatik, automobilových dílů atd..

Rejstřík článků

• 1 Vlastnosti elastických materiálů
• 2 typy elastických materiálů
  • 2.1 Modely elastických materiálů typu Cauchy
  • 2.2 Hypoelastické materiály
  • 2.3 Hyperelastické materiály
  • 2.4 Příklady elastických materiálů
• 3 Odkazy

Vlastnosti elastického materiálu

Když je pružný materiál deformován vnější silou, zažívá vnitřní odpor vůči deformaci a obnovuje jej do původního stavu, pokud vnější síla již není aplikována..

Většina pevných materiálů do jisté míry vykazuje elastické chování, ale v rámci tohoto elastického zotavení existuje omezení velikosti síly a doprovodné deformace..

Materiál je považován za elastický, pokud ho lze natáhnout až na 300% původní délky. Z tohoto důvodu existuje mez pružnosti, což je největší síla nebo napětí na jednotku plochy pevného materiálu, které vydrží trvalou deformaci..

U těchto materiálů označuje mez kluzu konec jejich elastického chování a začátek jejich plastického chování. U slabších materiálů vede napětí nebo přetvoření na jejich mez kluzu k lomu..

Mez pružnosti závisí na typu uvažovaného tělesa. Například lze kovovou tyč pružně prodloužit až na 1% původní délky..

U fragmentů určitých pryžových materiálů však může dojít k prodloužení až o 1000%. Elastické vlastnosti většiny pevných těles mají sklon klesat mezi tyto dva extrémy..

Mohlo by vás zajímat Jak se syntetizuje elastický materiál??

Druhy elastických materiálů

Modely elastického materiálu typu Cauchy

Ve fyzice je Cauchyův elastický materiál ten, ve kterém je napětí / napětí každého bodu určeno pouze aktuálním stavem deformace vzhledem k libovolné referenční konfiguraci. Tento typ materiálu se také nazývá jednoduchý elastický materiál..

Na základě této definice napětí v jednoduchém elastickém materiálu nezávisí na dráze deformace, historii deformace ani na době potřebné k dosažení této deformace..

Tato definice také naznačuje, že konstitutivní rovnice jsou prostorově lokální. To znamená, že napětí je ovlivněno pouze stavem deformací v sousedství poblíž daného bodu..

Rovněž to znamená, že síla tělesa (například gravitace) a síly setrvačnosti nemohou ovlivnit vlastnosti materiálu..

Jednoduché elastické materiály jsou matematické abstrakce a žádný skutečný materiál této definici dokonale nesedí..

Mnoho elastických materiálů praktického zájmu, jako je železo, plast, dřevo a beton, lze však pro účely analýzy napětí považovat za jednoduché elastické materiály..

Ačkoli napětí jednoduchých elastických materiálů závisí pouze na stavu deformace, práce vykonaná stresem / napětím může záviset na dráze deformace.

Jednoduchý elastický materiál má tedy nekonzervativní strukturu a napětí nelze odvodit z funkce zmenšeného elastického potenciálu. V tomto smyslu se konzervativní materiály nazývají hyperelastické..

Hypoelastické materiály

Tyto elastické materiály jsou ty, které mají konstitutivní rovnici nezávislou na měření konečného napětí, s výjimkou lineárního případu.

Modely hypoelastických materiálů se liší od modelů hyperelastických materiálů nebo jednoduchých elastických materiálů, protože s výjimkou zvláštních okolností je nelze odvodit z funkce hustoty deformační energie (FDED).

Hypoelastický materiál lze přesně definovat jako materiál, který je modelován pomocí konstitutivní rovnice, která splňuje tato dvě kritéria:

• Napětí napínáku nebo v době, kdy t záleží pouze na pořadí, ve kterém tělo obsadilo své minulé konfigurace, ale ne na rozpětí, ve kterém byly tyto minulé konfigurace překonány.

Jako zvláštní případ toto kritérium zahrnuje jednoduchý elastický materiál, ve kterém aktuální napětí závisí pouze na aktuální konfiguraci, spíše než na historii minulých konfigurací..

• Existuje tenzorová funkce s hodnotou G aby nebo = G (nebo, L) ve kterém nebo je rozpětí tenzoru napětí materiálu a L Nechť je tenzor gradientu prostorové rychlosti.

Hyperelastické materiály

Tyto materiály se také nazývají Greenovy elastické materiály. Jsou typem konstitutivní rovnice pro ideálně elastické materiály, pro které je vztah mezi napětím odvozen z funkce hustoty deformační energie. Tyto materiály jsou zvláštním případem jednoduchých elastických materiálů.

U mnoha materiálů elastické lineární modely správně nepopisují pozorované chování materiálu..

Nejběžnějším příkladem této třídy materiálu je guma, jejíž vztah napětí-napětí lze definovat jako nelineární, elastický, izotropní, nepochopitelný a obecně nezávislý na poměru napětí..

Hyperelasticita poskytuje způsob, jak modelovat chování těchto materiálů při napětí a napětí..

Chování prázdných a vulkanizovaných elastomerů často tvoří hyperelastický ideál. Plněné elastomery, polymerní pěny a biologické tkáně jsou také modelovány s ohledem na hyperelastickou idealizaci..

Hyperelastické materiálové modely se pravidelně používají k reprezentaci chování při vysokém přetvoření v materiálech..

Obvykle se používají k modelování plného a prázdného elastomeru a mechanického chování.

Příklady elastických materiálů

1 - Přírodní kaučuk

2 - Spandex nebo lycra

3- Butylkaučuk (PIB)

4- Fluoroelastomer

5 - Elastomery

6- Ethylen-propylenový kaučuk (EPR)

7- Resilin

8- Styren-butadienový kaučuk (SBR)

9- Chloropren

10- Elastin

11- Gumový epichlorhydrin

12- Nylon

13 - Terpen

14- Isoprenová guma

15- Poilbutadien

16- Nitrilový kaučuk

17- Stretch vinyl

18- Termoplastický elastomer

19- Silikonový kaučuk

20- Ethylen-propylen-dienový kaučuk (EPDM)

21- Ethylvinylacetát (EVA nebo pěnová guma)

22- Halogenované butylové kaučuky (CIIR, BIIR)

23- Neopren

Reference

1. Druhy elastických materiálů. Obnoveno z leaf.tv.
2. Cauchyův elastický materiál. Obnoveno z wikipedia.org.
3. Příklady elastických materiálů (2017) Obnoveno z quora.com.
4. Jak si vybrat hyperelastický materiál (2017) Obnoveno ze simscale.com
5. Hyperlestický materiál. Obnoveno z wikipedia.org.