ЕЛАСТИЧНИ МАТЕРИАЛИ: ВИДОВЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

На еластични материали са тези материали, които имат способността да се съпротивлява влияние или нарушаване или деформиране сила, и след това се върне към първоначалната си форма и размер, когато същата сила се отстранява.

Линейната еластичност се използва широко при проектирането и анализа на конструкции като греди, плочи и листове. Еластичните материали са от голямо значение за обществото, тъй като много от тях се използват за изработка на дрехи, гуми, автомобилни части и др.

Характеристики на еластични материали

Когато еластичният материал се деформира от външна сила, той изпитва вътрешна устойчивост на деформация и го връща в първоначалното си състояние, ако външната сила вече не се прилага.

До известна степен повечето твърди материали проявяват еластично поведение, но има ограничение на величината на силата и съпътстващата деформация в рамките на това еластично възстановяване.

Материалът се счита за еластичен, ако може да се разтегне до 300% от първоначалната му дължина. Поради тази причина съществува еластична граница, която е най-голямата сила или напрежение на единица площ от твърд материал, която може да издържи в случай на трайна деформация.

За тези материали точката на добив означава края на еластичното им поведение и началото на пластичното им поведение. При по-слабите материали, стресът върху точката на добив води до тяхното счупване.

Границата на еластичност зависи от вида на разглежданото твърдо вещество. Например, метален прът може да бъде удължен еластично до 1% от първоначалната му дължина.

Въпреки това, фрагментите от някои гумени материали могат да получат разширения до 1000%. Еластичните свойства на повечето твърди частици са склонни да падат между тези две крайности.

Може да се интересувате от Как се синтезира еластичен материал?

Видове еластични материали

Модели от еластични материали тип Коши

Във физиката еластичният материал на Коши е този, при който напрежението / напрежението на всяка точка се определя само от текущото състояние на деформация по отношение на произволна референтна конфигурация. Този вид материал се нарича също прост еластичен материал.

Въз основа на това определение, напрежението в обикновен еластичен материал не зависи от пътя на деформация, историята на деформацията или времето, необходимо за постигане на това напрежение.

Това определение също предполага, че конститутивните уравнения са пространствено локални. Това означава, че стресът се влияе само от състоянието на деформациите в квартал, близък до въпросната точка.

Това също предполага, че силата на тялото (като гравитацията) и инерционните сили не могат да повлияят на свойствата на материала.

Простите еластични материали са математически абстракции и нито един истински материал не пасва идеално на това определение.

Въпреки това, много еластични материали от практически интерес, като желязо, пластмаса, дърво и бетон, могат да се приемат като прости еластични материали за целите на анализа на напрежението.

Въпреки че напрежението на прости еластични материали зависи само от състоянието на деформация, работата, извършена чрез напрежение / напрежение, може да зависи от пътя на деформацията.

Следователно, прост еластичен материал има неконсервативна структура и напрежението не може да бъде получено от мащабирана еластична потенциална функция. В този смисъл материалите, които са консервативни, се наричат ​​хипереластични.

Хипоеластични материали

Тези еластични материали са тези, които имат конститутивно уравнение, независимо от измерванията на крайните напрежения, с изключение на линейния случай.

Моделите на хипоеластичните материали се различават от моделите на хипереластични материали или от прости модели еластични материали по това, че освен при конкретни обстоятелства, те не могат да бъдат извлечени от функция на плътност на деформационната енергия (FDED).

Хипоеластичният материал може да бъде строго определен като такъв, който се моделира с помощта на конститутивно уравнение, което отговаря на тези два критерия:

• Тензорът на напрежение ō по време t зависи единствено от реда, в който тялото е заело предишните си конфигурации, но не и от периода, през който са преминали тези минали конфигурации.

Като специален случай, този критерий включва обикновен еластичен материал, при който текущото напрежение зависи само от текущата конфигурация, а не от историята на минали конфигурации.

• Съществува тензорна функция със стойност G такава, че ō = G (ō, L), в която ō е разстоянието на тензора на напрежението на материала, а L е тензорът на градиента на скоростта на скоростта на пространството.

Хипереластични материали

Тези материали се наричат ​​също еластични материали на Green. Те са вид съставно уравнение за идеално еластични материали, за които връзката между напрежението се получава от функция на плътност на енергията на деформация. Тези материали са специален случай на прости еластични материали.

За много материали линейните еластични модели не описват правилно наблюдаваното поведение на материала.

Най-често срещаният пример за този клас материали е каучукът, чиято връзка на напрежение и напрежение може да бъде определена като нелинейна, еластична, изотропна, неразбираема и като цяло независима от съотношението на напрежението.

Хипереластичността предоставя начин за моделиране на поведението на напрежение и напрежение на такива материали.

Поведението на празни и вулканизирани еластомери често съответства на хипереластичния идеал. Напълнените еластомери, полимерни пени и биологични тъкани също се моделират с хиперереластична идеализация.

Моделите на хипереластични материали редовно се използват за представяне на поведение с високо напрежение в материалите.

Обикновено се използват за моделиране на пълен и празен еластомер и механично поведение.

Примери за еластични материали

1- Естествен каучук

2- Спандекс или ликра

3- бутилов каучук (PIB)

4- Флуороеластомер

5- еластомери

6- Етилен-пропиленов каучук (EPR)

7- Resilin

8- стирен-бутадиен каучук (SBR)

9- Хлоропрен

10- Еластин

11- Каучуков епихлорхидрин

12- Найлон

найлон

13- Терпен

14- Изопренов каучук

15- Poilbutadiene

16- Нитрилова гума

17- Стреч винил

18- Термопластичен еластомер

19- Силиконов каучук

20- Етилен-пропилен-диенов каучук (EPDM)

21- Етилвинилацетат (EVA или пенеста гума)

22- Халогенизирани бутилови каучуци (CIIR, BIIR)

23- Неопрен

Препратки

1. Видове еластични материали. Възстановено от leaf.tv.
2. Коса еластичен материал. Възстановено от wikipedia.org.
3. Примери за еластични материали (2017) Възстановени от quora.com.
4. Как да изберем хипереластичен материал (2017) Възстановен от simscale.com
5. Хиперлестичен материал. Възстановено от wikipedia.org.