Elastinių medžiagų tipai, charakteristikos ir pavyzdžiai



The elastinės medžiagos yra tos medžiagos, kurios gali atsispirti iškraipančiai ar iškraipančiai įtakai ar jėgai, ir tada, kai pašalinama ta pati jėga, sugrįžta į pradinę formą ir dydį.

Linijinis elastingumas plačiai naudojamas projektuojant ir analizuojant tokias konstrukcijas kaip sijos, plokštės ir lakštai.

Elastinės medžiagos turi didelę reikšmę visuomenei, nes daugelis jų naudojamos drabužiams, padangoms, automobilių detalėms ir kt..

Elastingų medžiagų charakteristikos

Kai elastinė medžiaga deformuojama su išorine jėga, ji susiduria su vidiniu atsparumu deformacijai ir atstato ją į pradinę būseną, jei išorinė jėga nebeveikia.

Tam tikru mastu dauguma kietųjų medžiagų turi elastingą elgesį, tačiau yra stiprios jėgos ir lydimosios deformacijos ribos šioje elastingoje atkūrimo sistemoje..

Medžiaga laikoma elastinga, jei ją galima ištempti iki 300% pradinio ilgio.

Dėl šios priežasties yra elastinė riba, kuri yra didžiausia stiprio ar įtempimo įtaka kietos medžiagos ploto vienetui, galinti atlaikyti nuolatinę deformaciją..

Šių medžiagų elastingumo riba žymi jo elastingumo ir plastinio elgesio pradžią. Dėl silpniausių medžiagų įtempis arba įtampa dėl jo elastingumo ribos lemia jo lūžimą.

Pajėgumo stiprumas priklauso nuo svarstomos kietosios medžiagos tipo. Pavyzdžiui, metalinė juosta gali būti ištempta iki 1% nuo pradinio ilgio.

Tačiau kai kurių guminių medžiagų fragmentai gali būti pratęsti iki 1000%. Dažniausių kietųjų dalelių elastingosios savybės linkusios nukristi tarp šių dviejų kraštutinumų.

Galbūt jus domina Kaip sintezuojama ruožas?

Elastingų medžiagų rūšys

Elastingų medžiagų modeliai Cauchy

Fizikoje „Cauchy“ elastinė medžiaga yra ta, kurioje kiekvieno taško įtampa / įtampa nustatoma tik esant dabartinei deformacijos būklei, atsižvelgiant į savavališką atskaitos konfigūraciją. Ši medžiaga taip pat vadinama paprasta elastinga medžiaga.

Nuo šio apibrėžimo įtempimas paprastoje elastingoje medžiagoje nepriklauso nuo deformacijos kelio, deformacijos istorijos ar laiko, kurio reikia tam deformacijai pasiekti..

Ši apibrėžtis taip pat reiškia, kad konstitucinės lygtys yra erdvinės vietos. Tai reiškia, kad stresą veikia tik deformacijų padėtis kaimynystėje, esančioje netoli atitinkamo taško.

Tai taip pat reiškia, kad kūno stiprumas (pvz., Sunkio jėga) ir inercinės jėgos negali paveikti medžiagos savybių..

Paprastos elastinės medžiagos yra matematinės abstrakcijos, ir jokia tikra medžiaga puikiai tinka šiai apibrėžčiai.

Tačiau daugelis praktiškai svarbių elastinių medžiagų, pavyzdžiui, geležies, plastiko, medžio ir betono, gali būti laikomos paprastomis elastinėmis medžiagomis streso analizės tikslais..

Nors paprastų elastinių medžiagų įtempimas priklauso tik nuo deformacijos būklės, streso / streso darbas gali priklausyti nuo deformacijos kelio.

Todėl paprasta elastinga medžiaga turi nekonservatyvią struktūrą, o įtampa negali būti gaunama iš mastelio pakeistos elastinės potencialo funkcijos. Šiuo požiūriu konservatyvios medžiagos vadinamos hiperelastinėmis.

Hipoelastinės medžiagos

Šios elastinės medžiagos yra tokios, kurios turi konstitucinę lygtį, nepriklausomą nuo baigtinių įtempių matavimų, išskyrus linijinį atvejį.

Hipoelastiniai medžiagų modeliai skiriasi nuo hiperelastinių medžiagų modelių ar paprastų elastinių medžiagų, nes, išskyrus ypatingas aplinkybes, jie negali būti gaunami iš deformacijos energijos tankio funkcijos (FDED)..

Hipoelastinė medžiaga gali būti griežtai apibrėžta kaip tokia, kuri yra modeliuojama naudojant konstitucinę lygtį, kuri atitinka šiuos du kriterijus:

  • Įtempimo įtempiklis ō laiko t tai priklauso tik nuo to, kokia tvarka organizmas užėmė savo praeities konfigūracijas, bet ne nuo praeities, kai šios praeities konfigūracijos buvo peržengtos.

Ypatingu atveju šis kriterijus apima paprastą elastinę medžiagą, kurioje dabartinė įtampa priklauso tik nuo dabartinės konfigūracijos, o ne ankstesnių konfigūracijų istorijos..

  • Yra funkcijų įtempiklis su verte G taip ō = G (ō, L) kurioje ō yra medžiagos tenzoriaus įtempimo spindulys L būti erdvės greičio gradiento tenzoriu.

Hiperelastinės medžiagos

Šios medžiagos taip pat vadinamos žaliomis elastinėmis medžiagomis. Jie yra idealios elastinės medžiagos, kuriai tarp streso ryšys gaunamas iš deformacijos energijos tankio funkcijos, tipą. Šios medžiagos yra ypatingas paprastų elastinių medžiagų atvejis.

Daugeliui medžiagų linijiniai elastiniai modeliai netinkamai apibūdina pastebėtą medžiagos elgesį.

Hiperrelastiškumas suteikia galimybę modeliuoti šių medžiagų įtempių ir deformacijų elgseną.

Tuščių ir vulkanizuotų elastomerų elgesys dažnai sudaro hiperelastinį idealą. Pilnas elastomerai, polimerinės putos ir biologiniai audiniai taip pat yra modeliuojami pagal hiperelastinę idealizaciją.

Hiperelastinių medžiagų modeliai yra reguliariai naudojami, kad atspindėtų didelį medžiagų deformaciją.

Jie paprastai naudojami modeliuojant mechaninį elgesį ir tuščius bei užpildytus elastomerus.

Elastinių medžiagų pavyzdžiai

1 - Natūrali guma

2- Spandeksas arba likra

3-butilo guma (PIB)

4- Fluorelastomeras

5- Elastomerai

6- Etileno-propileno guma (EPR)

7- Resilin

8-stireno-butadieno guma (SBR)

9 - chloroprenas

10 - Elastinas

11 - Guminis epichlorhidrinas

12 - Nailonas

13- Terpenas

14- Izopreno guma

15-Poilbutadienas

16-nitrilo guma

17 - Strijų vinilas

18 - Termoplastinis elastomeras

19 - Silikoninė guma

20 - Etileno-propileno-dieninės gumos (EPDM)

21 - Etilinilacetatas (EVA guma arba putos)

22- Halogenintas butilo kaučiukas (CIIR, BIIR)

23 - Neoprenas

Nuorodos

  1. Elastingų medžiagų rūšys. Gauta iš leaf.tv.
  2. Cauchy elastinė medžiaga. Gauta iš wikipedia.org.
  3. Elastinių medžiagų pavyzdžiai (2017 m.) Atkurta iš quora.com.
  4. Kaip pasirinkti hiperelastinę medžiagą (2017) Atkurta iš simscale.com
  5. Hiperbakterinė medžiaga. Gauta iš wikipedia.org.