ЕЛАСТИЧНІ МАТЕРІАЛИ: ВИДИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Ці еластичні матеріали є тими матеріалами , які мають здатність протистояти вплив або спотворює або деформує зусилля, а потім повернутися до своєї первісної форми і розміру , коли та ж сама сила видаляються.

Лінійна еластичність широко використовується при проектуванні та аналізі таких конструкцій, як балки, плити та листи. Еластичні матеріали мають велике значення для суспільства, оскільки багато з них використовуються для виготовлення одягу, шин, автомобільних деталей тощо.

Характеристики еластичних матеріалів

Коли еластичний матеріал деформується зовнішньою силою, він відчуває внутрішній опір деформації і повертає його до початкового стану, якщо зовнішня сила більше не застосовується.

Певною мірою більшість твердих матеріалів проявляють еластичну поведінку, але існує обмеження величини сили та супутньої деформації в межах цього пружного відновлення.

Матеріал вважається еластичним, якщо його можна розтягнути до 300% від його початкової довжини. З цієї причини існує пружна межа, яка є найбільшою силою або напругою на одиницю площі твердого матеріалу, здатного витримати постійну деформацію.

Для цих матеріалів точка врожайності означає кінець їх еластичної поведінки та початок їх пластичної поведінки. Для слабших матеріалів напруга на точку врожаю призводить до їх руйнування.

Межа пружності залежить від розглянутих твердих речовин. Наприклад, металевий пруток можна пружно розширити до 1% від його початкової довжини.

Однак фрагменти певних гумових матеріалів можуть мати розширення до 1000%. Еластичні властивості більшості твердих тіл, як правило, падають між цими двома крайнощами.

Вас може зацікавити як синтезується еластичний матеріал?

Види еластичних матеріалів

Моделі еластичних матеріалів типу Коші

У фізиці еластичний матеріал Коші - це матеріал, в якому напруження / напруга кожної точки визначається лише поточним станом деформації стосовно довільної конфігурації відліку. Цей вид матеріалу ще називають простим еластичним матеріалом.

Виходячи з цього визначення, напруга в простому еластичному матеріалі не залежить від шляху деформації, історії деформації або часу, необхідного для досягнення цього деформації.

Це визначення також передбачає, що складові рівняння просторово локальні. Це означає, що на стрес впливає лише стан деформацій в околицях, близьких до питання, про який йде мова.

Це також означає, що сила тіла (наприклад, сила тяжіння) та сили інерції не можуть впливати на властивості матеріалу.

Прості еластичні матеріали - це математичні абстракції, і жоден реальний матеріал не відповідає цьому визначенню.

Однак для багатьох практичних цікавих еластичних матеріалів, таких як залізо, пластик, дерево та бетон, для аналізу напруги можна вважати простими еластичними матеріалами.

Хоча напруга простих еластичних матеріалів залежить лише від стану деформації, робота, виконана напругою / напругою, може залежати від шляху деформації.

Тому простий еластичний матеріал має неконсервативну структуру, і напруження не може бути отримане від масштабованої функції еластичного потенціалу. У цьому сенсі матеріали, які є консервативними, називаються гіпереластичними.

Гіпоеластичні матеріали

Ці еластичні матеріали - це ті, що мають конститутивне рівняння, незалежне від вимірювань кінцевих напружень, за винятком лінійного випадку.

Моделі гіпоеластичних матеріалів відрізняються від моделей гіперееластичних матеріалів або простих еластичних матеріалів, оскільки, за винятком конкретних обставин, їх не можна отримати від функції щільності енергії деформації (FDED).

Гіпоеластичний матеріал може бути жорстко визначений як такий, який моделюється за допомогою конститутивного рівняння, яке відповідає цим двом критеріям:

• Тензор напруги ō в момент часу t залежить лише від порядку, в якому тіло займало свої попередні конфігурації, але не від періоду, в якому проходили ці минулі конфігурації.

Як особливий випадок, цей критерій включає простий еластичний матеріал, у якому поточне напруження залежить тільки від поточної конфігурації, а не від історії минулих конфігурацій.

• Існує тензорна функція зі значенням G такою, що ō = G ( ō , L ), в якій ō - проміжок тензору натягу матеріалу, а L - тензор градієнта швидкості руху простору.

Гіпереластичні матеріали

Ці матеріали також називають еластичними матеріалами Гріна. Вони являють собою тип конститутивного рівняння для ідеально еластичних матеріалів, для яких зв'язок між напруженнями походить від функції щільності енергії деформації. Ці матеріали є окремим корпусом простих еластичних матеріалів.

Для багатьох матеріалів лінійні еластичні моделі неправильно описують спостережувану поведінку матеріалу.

Найпоширеніший приклад цього класу матеріалу - каучук, співвідношення напруження і натягу якого можна визначити як нелінійне, пружне, ізотропне, незрозуміле і взагалі незалежне від його коефіцієнта напруження.

Гіпереластичність забезпечує спосіб моделювання поведінки напруги та напруги таких матеріалів.

Поведінка порожніх і вулканізованих еластомерів часто відповідає гіпереластичному ідеалу. Наповнені еластомери, полімерні піни та біологічні тканини також моделюються з урахуванням гіпереластичної ідеалізації.

Гіперреластичні моделі матеріалів регулярно використовуються для представлення поведінки з високою деформацією в матеріалах.

Зазвичай їх використовують для моделювання повного та порожнього еластомеру та механічної поведінки.

Приклади еластичних матеріалів

1- Натуральний каучук

2- Спандекс або лайкра

3- Бутиловий каучук (PIB)

4- Фтореластомер

5- Еластомери

6- Етилен-пропіленовий каучук (EPR)

7- Резилін

8- Стирол-бутадієновий каучук (SBR)

9- Хлоропрен

10- Еластин

11- Гумовий епіхлоргідрин

12- Нейлон

Нейлон

13- Терпен

14- Ізопреновий каучук

15- Poilbutadiene

16- Нітрилова гума

17- Еластичний вініл

18- Термопластичний еластомер

19- Силіконова гума

20- Етилен-пропілен-дієновий каучук (EPDM)

21- етилвінілацетат (EVA або пінистий каучук)

22- Галогенізовані бутилові каучуки (CIIR, BIIR)

23- Неопрен

Список літератури

1. Види еластичних матеріалів. Відновлено з leaf.tv.
2. Еластичний матеріал кошика. Відновлено з wikipedia.org.
3. Приклади еластичних матеріалів (2017) Відновлено з сайту quora.com.
4. Як вибрати гіпереластичний матеріал (2017) Відновлено з simscale.com
5. Гіперлестичний матеріал. Відновлено з wikipedia.org.