ELASTISCHE MATERIALEN: SOORTEN, KENMERKEN EN VOORBEELDEN - CHEMIE - 2026

De elastische materialen zijn die materialen die het vermogen hebben om een ​​beïnvloeding of vervormende of vervormende kracht te weerstaan, en die vervolgens terugkeren naar hun oorspronkelijke vorm en grootte wanneer dezelfde kracht wordt verwijderd.

Lineaire elasticiteit wordt veel gebruikt bij het ontwerp en de analyse van constructies zoals balken, platen en platen. Elastische materialen zijn van groot belang voor de samenleving, omdat er veel van worden gebruikt om kleding, banden, auto-onderdelen enz. Te maken.

Eigenschappen van elastische materialen

Wanneer een elastisch materiaal wordt vervormd door een externe kracht, ondervindt het een interne weerstand tegen vervorming en herstelt het in zijn oorspronkelijke staat als de externe kracht niet langer wordt uitgeoefend.

Tot op zekere hoogte vertonen de meeste vaste materialen elastisch gedrag, maar er is een limiet aan de grootte van de kracht en de daarmee gepaard gaande 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 elastische limiet, dat is de grootste kracht of spanning per oppervlakte-eenheid van een vast materiaal dat het kan weerstaan ​​in het geval van permanente vervorming.

Voor deze materialen markeert het vloeipunt het einde van hun elastische gedrag en het begin van hun plastische gedrag. Voor zwakkere materialen resulteert spanning op hun vloeigrens in hun breuk.

De elasticiteitslimiet hangt af van het type vaste stof dat wordt overwogen. Een metalen staaf kan bijvoorbeeld elastisch worden verlengd tot 1% van de oorspronkelijke lengte.

Fragmenten van bepaalde rubberachtige materialen kunnen echter tot 1000% worden verlengd. De elastische eigenschappen van de meeste intent-solids hebben de neiging om tussen deze twee uitersten in te vallen.

Mogelijk bent u geïnteresseerd in Hoe wordt een elastisch materiaal gesynthetiseerd?

Soorten elastische materialen

Modellen van elastische materialen type Cauchy

In de natuurkunde is een Cauchy elastisch materiaal er een waarin de spanning / spanning van elk punt alleen wordt bepaald door de huidige staat van vervorming met betrekking tot een willekeurige referentieconfiguratie. Dit soort materiaal wordt ook wel eenvoudig elastisch materiaal genoemd.

Op basis van deze definitie is de spanning in een eenvoudig elastisch materiaal niet afhankelijk van het rekpad, de rekgeschiedenis of de tijd die nodig is om die rek te bereiken.

Deze definitie impliceert ook dat de constitutieve vergelijkingen ruimtelijk lokaal zijn. Dit betekent dat spanning alleen wordt beïnvloed door de toestand van de vervormingen in een buurt nabij het betreffende punt.

Het impliceert ook dat de kracht van een lichaam (zoals zwaartekracht) en de traagheidskrachten de eigenschappen van het materiaal niet kunnen beïnvloeden.

Eenvoudige elastische materialen zijn wiskundige abstracties en geen enkel echt materiaal past perfect bij deze definitie.

Veel elastische materialen van praktisch belang, zoals ijzer, plastic, hout en beton, kunnen echter worden aangenomen als eenvoudige elastische materialen voor spanningsanalyse.

Hoewel de spanning van eenvoudige elastische materialen alleen afhangt van de vervormingstoestand, kan het werk dat wordt verricht door spanning / spanning afhangen van het vervormingspad.

Daarom heeft een eenvoudig elastisch materiaal een niet-conservatieve structuur en kan spanning niet worden afgeleid uit een geschaalde elastische potentiaalfunctie. In die zin worden conservatieve materialen hyperelastisch genoemd.

Hypo-elastische materialen

Deze elastische materialen hebben een constitutieve vergelijking die onafhankelijk is van de eindige spanningsmetingen, behalve in het lineaire geval.

De modellen van hypo-elastische materialen verschillen van de modellen van hyperelastische materialen of van eenvoudige elastische materialen omdat ze, behalve in bepaalde omstandigheden, niet kunnen worden afgeleid uit een functie van deformatie-energiedichtheid (FDED).

Een hypo-elastisch materiaal kan rigoureus worden gedefinieerd als een materiaal dat is gemodelleerd met behulp van een constitutieve vergelijking die aan deze twee criteria voldoet:

• De spanningstensor ō op tijdstip t hangt alleen af ​​van de volgorde waarin het lichaam zijn vroegere configuraties heeft bezet, maar niet van de periode waarin deze vorige configuraties werden doorlopen.

Als speciaal geval omvat dit criterium een ​​eenvoudig elastisch materiaal, waarin de huidige spanning alleen afhangt van de huidige configuratie in plaats van de geschiedenis van eerdere configuraties.

• Er is een tensor-functie met waarde G zodat ō = G ( ō , L ) waarin ō de spanwijdte is van de spanningstensor van het materiaal en L de ruimtesnelheidsgradiënttensor.

Hyperelastische materialen

Deze materialen worden ook wel de elastische materialen van Green genoemd. Ze zijn een soort constitutieve vergelijking voor idealiter elastische materialen waarvoor de relatie tussen spanning is afgeleid van een spanningsenergiedichtheidsfunctie. 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.

Het meest voorkomende voorbeeld van deze materiaalklasse is rubber, waarvan de spanning-trekverhouding kan worden gedefinieerd als niet-lineair, elastisch, isotroop, onbegrijpelijk en in het algemeen onafhankelijk van de spanningsverhouding.

Hyperelasticiteit biedt een manier om het spannings-spanningsgedrag van dergelijke materialen te modelleren.

Het gedrag van lege en gevulkaniseerde elastomeren komt vaak overeen met het hyperelastische ideaal. Gevulde elastomeren, polymere schuimen en biologische weefsels worden ook gemodelleerd met hyperelastische idealisatie in gedachten.

Hyperelastische materiaalmodellen worden regelmatig gebruikt om hoog-rekgedrag in materialen weer te geven.

Ze worden meestal gebruikt om volledig en leeg elastomeer en mechanisch gedrag te modelleren.

Voorbeelden van elastische materialen

1- Natuurlijk rubber

2- Spandex of lycra

3- Butylrubber (PIB)

4 - Fluorelastomeer

5- Elastomeren

6- Ethyleen-propyleenrubber (EPR)

7- Resilin

8- Styreen-butadieenrubber (SBR)

9- Chloropreen

10- Elastine

11- Rubberepichloorhydrine

12- Nylon

Nylon

13 - Terpeen

14- Isopreenrubber

15- Poilbutadieen

16- Nitrilrubber

17- Rekbaar vinyl

18- Thermoplastisch elastomeer

19- Siliconenrubber

20- Ethyleen-propyleen-dieenrubber (EPDM)

21- Ethylvinylacetaat (EVA of schuimrubber)

22- Gehalogeniseerde butylrubbers (CIIR, BIIR)

23- Neopreen

Referenties

1. Soorten elastische materialen. Hersteld van leaf.tv.
2. Cauchy elastisch materiaal. Opgehaald van wikipedia.org.
3. Voorbeelden van elastische materialen (2017) Hersteld van quora.com.
4. Hoe een hyperelastisch materiaal te kiezen (2017) Hersteld van simscale.com
5. Hyperlestic materiaal. Opgehaald van wikipedia.org.