ELASTINĖS MEDŽIAGOS: TIPAI, CHARAKTERISTIKOS IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Kad elastinės medžiagos yra tos medžiagos, kuri turi galimybę priešintis įtakos ar iškreipti arba defektams jėgą, ir tada grįžti į pradinę formą ir dydį, kai tas pats jėga yra pašalinamas.

Linijinis elastingumas yra plačiai naudojamas projektuojant ir analizuojant struktūras, tokias kaip sijos, plokštės ir lakštai. Elastinės medžiagos turi didelę reikšmę visuomenei, nes daugelis jų naudojamos drabužiams, padangoms, automobilių detalėms ir pan. Gaminti.

Elastinių medžiagų charakteristikos

Kai elastinga medžiaga deformuojama išorinės jėgos dėka, ji patiria vidinį atsparumą deformacijai ir atstato ją į pradinę būseną, jei išorinė jėga nebetaikoma.

Tam tikru mastu dauguma kietų medžiagų pasižymi elastingumu, tačiau šio elastingo atsigavimo metu jėgos dydis ir susijusios deformacijos yra ribotos.

Medžiaga laikoma elastinga, jei ją galima ištempti iki 300% jos pradinio ilgio. Dėl šios priežasties yra tamprioji riba, kuri yra didžiausia jėga ar įtempimas kietos medžiagos ploto vienetui, kuri gali atlaikyti nuolatinę deformaciją.

Šių medžiagų išeigos taškas žymi jų elastingo elgesio pabaigą ir plastinio elgesio pradžią. Silpnesnėms medžiagoms dėl jų išeigos taško įtempimas gali suskaidyti.

Tamprumo riba priklauso nuo nagrinėjamos kietosios medžiagos rūšies. Pavyzdžiui, metalinę strypą galima elastingai prailginti iki 1% jo pradinio ilgio.

Tačiau tam tikrų guminių medžiagų fragmentai gali pailgėti iki 1000%. Daugelio apgalvotų kietųjų medžiagų elastinės savybės yra tarp šių dviejų kraštutinumų.

Galbūt jus domina Kaip sintetinta elastinė medžiaga?

Elastingų medžiagų rūšys

Cauchy tipo elastingų medžiagų modeliai

Fizikoje elastinga „Cauchy“ medžiaga yra ta, kurioje kiekvieno taško įtempis / įtampa nustatomi tik atsižvelgiant į esamą deformacijos būseną, atsižvelgiant į savavališką atskaitos konfigūraciją. Šios rūšies medžiaga taip pat vadinama paprasta elastinga medžiaga.

Remiantis šiuo apibrėžimu, įtampa paprastoje elastingoje medžiagoje nepriklauso nuo deformacijos kelio, deformacijos istorijos ar laiko, kurio reikia tam įtempiui pasiekti.

Šis apibrėžimas taip pat reiškia, kad konstitucinės lygtys yra erdviniai lokalios. Tai reiškia, kad stresą veikia tik deformacijų būsena kaimynystėje, esančioje arti nagrinėjamo taško.

Tai taip pat reiškia, kad kūno jėga (tokia kaip gravitacija) ir inercijos jėgos negali paveikti medžiagos savybių.

Paprastos elastingos medžiagos yra matematinės abstrakcijos, ir jokia tikra medžiaga tobulai neatitinka šio apibrėžimo.

Tačiau galima manyti, kad praktiniu požiūriu daug elastingų medžiagų, tokių kaip geležis, plastikas, medis ir betonas, yra paprastos elastingos medžiagos streso analizės tikslais.

Nors paprastų elastingų medžiagų įtempis priklauso tik nuo deformacijos būsenos, įtempio / įtempio atliekamas darbas gali priklausyti nuo deformacijos kelio.

Todėl paprastos elastingos medžiagos struktūra nėra konservatyvi, o įtempio negalima nustatyti iš pakeisto elastinio potencialo funkcijos. Šiuo atžvilgiu konservatyvios medžiagos vadinamos hiperelastinėmis.

Hipoelastinės medžiagos

Tai yra tos elastingos medžiagos, kurių konstitucinė lygtis nepriklauso nuo baigtinių įtempių matavimų, išskyrus tiesinį atvejį.

Hipoelastingų medžiagų modeliai skiriasi nuo hiperelastinių medžiagų ar paprastų elastingų medžiagų modelių, nes, išskyrus tam tikras aplinkybes, jų negalima apskaičiuoti atsižvelgiant į deformacijos energijos tankio (FDED) funkciją.

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

• Įtempimo tenzorius ō metu t priklauso tik nuo to, kokia tvarka kūnas užėmė savo ankstesnes konfigūracijas, bet ne nuo laikotarpio, per kurį šios praeities konfigūracijos buvo perbrauktos.

Kaip ypatingas atvejis, šis kriterijus apima paprastą elastingą medžiagą, kurioje dabartinis įtempis priklauso tik nuo esamos konfigūracijos, o ne nuo ankstesnių konfigūracijų istorijos.

• Yra tenzoriaus funkcija, kurios vertė G yra tokia, kad ō = G ( ō , L ), kurioje ō yra medžiagos įtempio tenzoriaus diapazonas, o L yra erdvės greičio gradiento tenzorius.

Hiperelastinės medžiagos

Šios medžiagos taip pat vadinamos Greeno elastinėmis medžiagomis. Tai yra idealiai elastingų medžiagų, kurių santykis tarp įtempių nustatomas pagal deformacijos energijos tankio funkciją, konstitucinės lygties rūšis. Šios medžiagos yra ypatingas paprastų elastingų medžiagų atvejis.

Daugelio medžiagų linijiniai elastingi modeliai neteisingai apibūdina stebimą medžiagos elgesį.

Dažniausias šios klasės medžiagų pavyzdys yra guma, kurios įtempio ir įtempio santykis gali būti apibrėžtas kaip netiesinis, elastingas, izotropinis, nesuprantamas ir paprastai nepriklausantis nuo jo įtempių santykio.

Hiperelastiškumas suteikia galimybę modeliuoti tokių medžiagų atsparumą įtempiams.

Tuščių ir vulkanizuotų elastomerų elgsena dažnai atitinka hiperelastinį idealą. Užpildyti elastomerai, polimerinės putos ir biologiniai audiniai taip pat modeliuojami atsižvelgiant į hiperelastinį idealizavimą.

Aukšto elastingumo medžiagų modeliai yra reguliariai naudojami norint parodyti medžiagų atsparumą įtempimui.

Paprastai jie naudojami modeliuoti visišką ir tuščią elastomerą ir mechaninį elgesį.

Elastingų medžiagų pavyzdžiai

1- Natūralus kaučiukas

2 - spandeksas arba likra

3-butilo kaučiukas (PIB)

4- fluoroelastomeras

5- Elastomerai

6- etileno-propileno kaučiukas (EPR)

7- Resilinas

8- stireno-butadieno kaučiukas (SBR)

9- Chloroprenas

10- Elastinas

11- gumos epichlorohidrinas

12- nailonas

Nailonas

13- Terpene

14- izopreno kaučiukas

15- poilbutadienas

16- Nitrilo kaučiukas

17- ištemptas vinilis

18- Termoplastinis elastomeras

19- silikono kaučiukas

20- etileno-propileno-dienos kaučiukas (EPDM)

21- Etilvinilacetatas (EVA arba putplastis kaučiukas)

22- Halogenizuoti butilo kaučiukai (CIIR, BIIR)

23- neoprenas

Nuorodos

1. Elastingų medžiagų rūšys. Atkurta iš leaf.tv.
2. Kaukazo elastinga medžiaga. Atkurta iš wikipedia.org.
3. Elastingų medžiagų pavyzdžiai (2017 m.) Atkurta iš quora.com.
4. Kaip pasirinkti hiperelastinę medžiagą (2017 m.) Atkurta iš simscale.com
5. Hiperleptinė medžiaga. Atkurta iš wikipedia.org.