חומרים אלסטיים סוגי, מאפיינים ודוגמאות

ה חומרים אלסטיים הם חומרים שיש להם את היכולת להתנגד השפעה מעוותת או מעוותת או כוח, ולאחר מכן לחזור הצורה והגודל המקורי שלהם כאשר אותו כוח מוסר.

גמישות ליניארית נעשה שימוש נרחב בעיצוב וניתוח של מבנים כגון קורות, לוחות וסדינים.

חומרים אלסטיים יש חשיבות רבה עבור החברה כי רבים מהם משמשים לייצור בגדים, צמיגים, חלקי רכב, וכו '.

מאפיינים של חומרים אלסטיים

כאשר חומר אלסטי מעוות עם כוח חיצוני, הוא חווה התנגדות פנימית לעיוות ומשחזר אותו למצבו המקורי, אם הכוח החיצוני אינו מיושם עוד.

במידה מסוימת, רוב החומרים המוצקים מפגינים התנהגות אלסטית, אך יש גבול לגודל הכוח ולדפורמציה הנלווית בתוך ההתאוששות האלסטית הזו.

חומר נחשב גמיש אם זה יכול להיות נמתח עד 300% אורך המקורי שלה.

מסיבה זו יש גבול אלסטי, המהווה את החוזק הגדול ביותר או מתח ליחידת שטח של חומר מוצק שיכול לעמוד עיוות קבוע.

עבור חומרים אלה, גבול גמישות מסמן את ההתנהגות האלסטית שלה ואת תחילת ההתנהגות הפלסטית שלה. עבור החומרים החלשים ביותר, המתח או המתח על גמישותו מגבירים את שברו.

כוח התשואה תלוי בסוג מוצק נחשב. לדוגמה, מוט מתכת ניתן למתוח באופן אלסטי עד 1% אורך המקורי שלה.

עם זאת, שברי חומרים מסוימים gummy עשויים להיתקל הרחבות של עד 1000%. התכונות האלסטיות של רוב מוצק הכוונה נוטות ליפול בין שני הקצוות.

אולי אתה עשוי להיות מעניין איך הוא חומר למתוח מסונתז?

סוגי חומרים אלסטיים

מודלים של חומרים אלסטיים קושי

בפיסיקה, חומר אלסטי קושי הוא אחד שבו הלחץ / המתח של כל נקודה נקבעת רק על ידי מצב הנוכחי של דפורמציה ביחס תצורה התייחסות שרירותית. סוג זה של חומר נקרא גם חומר אלסטי פשוט.

החל מה הגדרה זו, המתח בחומר גמיש פשוט אינו תלוי בנתיב דפורמציה, בהיסטוריה של העיוות, או בזמן שנדרש כדי להשיג את העיוות.

הגדרה זו גם מרמזת כי המשוואות המכוננות הן מקומיות מרחביות. משמעות הדבר היא שהלחץ מושפע רק ממצב הדפורמציות בשכונה הקרובה לנקודה.

זה גם מרמז כי כוחו של גוף (כגון כוח הכבידה) וכוחות אינרציאלי לא יכול להשפיע על המאפיינים של החומר.

חומרים אלסטיים פשוטים הם הפשטות מתמטיות, ואין חומר ממשי שמתאים להגדרה זו באופן מושלם.

עם זאת, חומרים אלסטיים רבים של עניין מעשיים כגון ברזל, פלסטיק, עץ ובטון ניתן להניח כמו חומרים אלסטיים פשוטים למטרות ניתוח הלחץ..

למרות המתח של חומרים אלסטיים פשוט תלוי רק במצב של דפורמציה, את העבודה נעשה על ידי מתח / מתח עשוי להיות תלוי בנתיב דפורמציה.

לכן, חומר אלסטי פשוט יש מבנה לא שמרני ואת המתח לא ניתן לגזור פונקציה פוטנציאל גמיש בקנה מידה. במובן זה, חומרים שמרניים נקראים היפרלסטיים.

חומרים היפו אלסטיים

אלה חומרים אלסטיים הם אלה שיש להם משוואה מכוננת עצמאית של מדידות מתח סופי למעט במקרה ליניארי.

מודלים היפו אלסטי חומר שונים מודלים חומרים היפרלסטיים או חומרים אלסטיים פשוטים, כי למעט בנסיבות מסוימות, הם לא יכולים להיות נגזר מ דפורמציה צפיפות האנרגיה פונקציה (FDED).

חומר hypoelastic ניתן להגדיר בקפדנות כמו אחד כי הוא המודל באמצעות משוואה מכוננת כי עונה על שני קריטריונים אלה:

• מתח מתח ō אל הזמן t זה תלוי רק על סדר שבו הגוף יש תפוס תצורות העבר שלה, אבל לא בשבר שבו תצורות בעבר עברו.

כמקרה מיוחד, קריטריון זה כולל חומר אלסטי פשוט, שבו המתח הנוכחי תלוי רק בתצורה הנוכחית במקום בהיסטוריה של תצורות העבר.

• יש פונקציה-מתח עם ערך ז כך ō = ז (ō, L) שבו ō הוא טווח המתח הטנזורי של החומר L להיות מהירות טנסור מהירות שטח.

חומרים היפרפלסטיים

חומרים אלה נקראים גם חומרים אלסטיים ירוקים. הם סוג של משוואה מכוננת עבור חומרים גמישים אידיאלי אשר הקשר בין הלחץ נגזר פונקציה צפיפות האנרגיה דפורמציה. חומרים אלה הם מקרה מיוחד של חומרים אלסטיים פשוטים.

עבור חומרים רבים, מודלים אלסטיים ליניארי לא נכונה לתאר את ההתנהגות הנצפית של החומר.

Hyperrelasticity מספק דרך מודל את הלחץ מתח התנהגות של חומרים אלה.

ההתנהגות של אלסטומרים ריקים ומגולפים לעיתים קרובות מהווים את האידיאל ההיפרלסטי. אלסטומרים מלאים, קצף פולימריות ורקמות ביולוגיות מעוצבים גם עם אידיאליזציה היפרלסטית בראש.

המודלים של חומרים היפרלסטיים משמשים באופן קבוע לייצג התנהגות של דפורמציה גדולה בחומרים.

הם משמשים בדרך כלל מודל התנהגות מכנית ואלסטומרים ריקים ומלאים.

דוגמאות של חומרים אלסטיים

1 - גומי טבעי

ספנדקס או לייקרה

3 בוטיל גומי (PIB)

4- Fluoroelastomer

5 אלסטומרים

6 - אתילן פרופילן גומי (EPR)

7 - Resilin

8-גומי בוטירן סטירן (SBR)

9 - כלורופרין

10- אלסטין

11 - גומי אפיכלורוהידרין

12- ניילון

13- טרפין

14 - גומי איסופרן

15 - Poilbutadiene

16 - גומי ניטריל

17- מתיחה ויניל

אלסטומר תרמופלסטי

19 - גומי סיליקון

20 - פרופילן אתילן-פרופילן גומי (EPDM)

21 - Ethylvinylacetate (גומי EVA או קצף)

22 - גומי בוטיל מהלוגני (CIIR, BIIR)

23 - נאופרן

הפניות

1. סוגי חומרים אלסטיים. מקור: leaf.tv.
2. חומר אלסטי קושי. מקור: wikipedia.org.
3. דוגמאות לחומרים אלסטיים (2017) משוחזרים מ- quora.com.
4. כיצד לבחור חומר hyperlastic (2017) משוחזר מ simscale.com
5. חומר היפר. מקור: wikipedia.org.