ЭЛАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ: ВИДЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2026

Эти эластичные материалы являются теми материалами , которые имеют способность противостоять влияние или искажающему или деформирующее усилие, а затем вернуться к своей первоначальной форме и размеру , когда та же самая сила удаляются.

Линейная упругость широко используется при проектировании и анализе таких конструкций, как балки, пластины и листы. Эластичные материалы имеют большое значение для общества, поскольку многие из них используются для изготовления одежды, шин, автомобильных деталей и т. Д.

Характеристики эластичных материалов

Когда эластичный материал деформируется под действием внешней силы, он испытывает внутреннее сопротивление деформации и возвращает его в исходное состояние, если внешняя сила больше не применяется.

В некоторой степени большинство твердых материалов демонстрируют упругое поведение, но есть предел величины силы и сопутствующей деформации в пределах этого упругого восстановления.

Материал считается эластичным, если его можно растянуть до 300% от исходной длины. По этой причине существует предел упругости, который представляет собой наибольшую силу или напряжение на единицу площади твердого материала, которое он может выдержать в случае остаточной деформации.

Для этих материалов предел текучести знаменует конец их упругого поведения и начало их пластического поведения. Для более слабых материалов нагрузка на предел текучести приводит к их разрушению.

Предел упругости зависит от типа рассматриваемого твердого тела. Например, металлический стержень можно упруго удлинить до 1% от его исходной длины.

Однако фрагменты некоторых резиноподобных материалов могут растягиваться до 1000%. Упругие свойства большинства твердых тел, как правило, находятся между этими двумя крайностями.

Вам может быть интересно узнать, как синтезируется эластичный материал?

Виды эластичных материалов

Модели упругих материалов типа Коши

В физике эластичный материал Коши - это материал, в котором напряжение / растяжение каждой точки определяется только текущим состоянием деформации по отношению к произвольной базовой конфигурации. Этот вид материала еще называют простым эластичным материалом.

Основываясь на этом определении, напряжение в простом эластичном материале не зависит от траектории деформации, истории деформации или времени, необходимого для достижения этой деформации.

Это определение также подразумевает, что определяющие уравнения пространственно локальны. Это означает, что на напряжение влияет только состояние деформаций в окрестности, близкой к рассматриваемой точке.

Это также означает, что сила тела (например, сила тяжести) и силы инерции не могут влиять на свойства материала.

Простые эластичные материалы - это математические абстракции, и ни один настоящий материал не подходит под это определение.

Однако многие эластичные материалы, представляющие практический интерес, такие как железо, пластик, дерево и бетон, можно считать простыми эластичными материалами для целей анализа напряжений.

Хотя напряжение простых эластичных материалов зависит только от состояния деформации, работа, выполняемая напряжением / напряжением, может зависеть от пути деформации.

Следовательно, простой эластичный материал имеет неконсервативную структуру, и напряжение не может быть получено из масштабированной функции упругого потенциала. В этом смысле консервативные материалы называются гиперупругими.

Гипоэластичные материалы

Эти упругие материалы имеют определяющее уравнение, независимое от измерений конечного напряжения, за исключением линейного случая.

Модели гипоупругих материалов отличаются от моделей гиперупругих материалов или простых моделей упругих материалов тем, что, за исключением особых обстоятельств, они не могут быть выведены из функции плотности энергии деформации (FDED).

Гипоупругий материал можно строго определить как материал, моделируемый с использованием определяющего уравнения, которое удовлетворяет этим двум критериям:

• Тензор напряжения ō в момент времени t зависит только от порядка, в котором тело занимало свои прошлые конфигурации, но не от периода, в течение которого эти прошлые конфигурации были пройдены.

В качестве особого случая этот критерий включает простой эластичный материал, в котором текущее напряжение зависит только от текущей конфигурации, а не от истории прошлых конфигураций.

• Существует тензорная функция со значением G такая, что ō = G ( ō , L ), в которой ō - диапазон тензора напряжений материала, а L - тензор градиента пространственной скорости.

Гипеупругие материалы

Эти материалы также называют эластичными материалами Грина. Они представляют собой тип определяющего уравнения для идеально упругих материалов, для которых взаимосвязь между напряжениями выводится из функции плотности энергии деформации. Эти материалы представляют собой частный случай простых эластичных материалов.

Для многих материалов линейные упругие модели неправильно описывают наблюдаемое поведение материала.

Наиболее распространенным примером этого класса материалов является резина, отношение напряжения к которой может быть определено как нелинейное, упругое, изотропное, непонятное и, как правило, не зависящее от соотношения напряжений.

Гиперэластичность позволяет моделировать поведение таких материалов при растяжении.

Поведение пустых и вулканизированных эластомеров часто соответствует идеалу гиперупругости. Заполненные эластомеры, полимерные пены и биологические ткани также моделируются с учетом гиперупругой идеализации.

Модели гиперупругих материалов регулярно используются для описания поведения материалов при высоких деформациях.

Обычно они используются для моделирования полного и пустого эластомера и механических характеристик.

Примеры эластичных материалов

1- Натуральный каучук

2- Спандекс или лайкра

3- Бутилкаучук (ПИБ)

4- Фторэластомер

5- Эластомеры

6- Этилен-пропиленовый каучук (ЭПР)

7- Ресилин

8- Бутадиен-стирольный каучук (SBR)

9- Хлоропрен

10- Эластин

11- Резиновый эпихлоргидрин

12- нейлон

нейлон

13- терпен

14- Изопреновый каучук

15- Поилбутадиен

16- Нитриловый каучук

17- Стретч-винил

18- Термопластический эластомер

19- Силиконовая резина

20- Этилен-пропилен-диеновый каучук (EPDM)

21- Этилвинилацетат (EVA или пенорезина)

22- Галогенизированные бутиловые каучуки (CIIR, BIIR)

23- Неопрен

Ссылки

1. Виды эластичных материалов. Восстановлено с leaf.tv.
2. Эластичный материал Коши. Восстановлено с wikipedia.org.
3. Примеры эластичных материалов (2017 г.) Восстановлено с сайта quora.com.
4. Как выбрать гиперупругий материал (2017) Восстановлено с simscale.com
5. Гиперлестический материал. Восстановлено с wikipedia.org.