Chia sẻ:
Các loại vật liệu đàn hồi, đặc điểm và ví dụ
các vật liệu đàn hồi là những vật liệu có khả năng chống lại ảnh hưởng hoặc lực bóp méo hoặc bóp méo, và sau đó trở về hình dạng và kích thước ban đầu của chúng khi loại bỏ cùng một lực.
Độ co giãn tuyến tính được sử dụng rộng rãi trong thiết kế và phân tích các cấu trúc như dầm, tấm và tấm.
Vật liệu đàn hồi có tầm quan trọng lớn đối với xã hội vì nhiều trong số chúng được sử dụng để sản xuất quần áo, lốp xe, phụ tùng ô tô, v.v..
Đặc điểm của vật liệu đàn hồi
Khi một vật liệu đàn hồi bị biến dạng với một lực bên ngoài, nó sẽ gặp phải sự kháng bên trong đối với biến dạng và khôi phục nó về trạng thái ban đầu nếu ngoại lực không còn được áp dụng.
Ở một mức độ nào đó, hầu hết các vật liệu rắn thể hiện một trạng thái đàn hồi, nhưng có giới hạn về độ lớn của lực và biến dạng đi kèm trong quá trình phục hồi đàn hồi này.
Một vật liệu được coi là đàn hồi nếu nó có thể được kéo dài tới 300% chiều dài ban đầu của nó.
Vì lý do này, có một giới hạn đàn hồi, đó là cường độ hoặc sức căng lớn nhất trên một đơn vị diện tích của vật liệu rắn có thể chịu được biến dạng vĩnh viễn.
Đối với các vật liệu này, giới hạn đàn hồi đánh dấu sự kết thúc của hành vi đàn hồi và bắt đầu hành vi dẻo của nó. Đối với các vật liệu yếu nhất, ứng suất hoặc lực căng trên giới hạn đàn hồi của nó dẫn đến gãy.
Sức mạnh năng suất phụ thuộc vào loại chất rắn được xem xét. Ví dụ, một thanh kim loại có thể được kéo dài đàn hồi tới 1% chiều dài ban đầu của nó.
Tuy nhiên, các mảnh vật liệu dẻo nhất định có thể trải nghiệm các phần mở rộng lên tới 1000%. Các tính chất đàn hồi của hầu hết các chất rắn có ý định có xu hướng rơi vào giữa hai thái cực này.
Có lẽ bạn có thể quan tâm Làm thế nào là một vật liệu căng được tổng hợp?
Các loại vật liệu đàn hồi
Mô hình vật liệu đàn hồi Cauchy
Trong vật lý, vật liệu đàn hồi Cauchy là một vật liệu trong đó ứng suất / lực căng của mỗi điểm chỉ được xác định bởi trạng thái biến dạng hiện tại đối với cấu hình tham chiếu tùy ý. Loại vật liệu này còn được gọi là vật liệu đàn hồi đơn giản.
Bắt đầu từ định nghĩa này, lực căng trong vật liệu đàn hồi đơn giản không phụ thuộc vào đường biến dạng, lịch sử biến dạng hoặc thời gian cần thiết để đạt được biến dạng đó.
Định nghĩa này cũng ngụ ý rằng các phương trình cấu thành là không gian cục bộ. Điều này có nghĩa là căng thẳng chỉ bị ảnh hưởng bởi trạng thái biến dạng trong một khu phố gần điểm được đề cập.
Nó cũng ngụ ý rằng sức mạnh của một cơ thể (như trọng lực) và lực quán tính không thể ảnh hưởng đến các tính chất của vật liệu.
Vật liệu đàn hồi đơn giản là trừu tượng toán học, và không có vật liệu thực sự phù hợp với định nghĩa này một cách hoàn hảo.
Tuy nhiên, nhiều vật liệu đàn hồi quan tâm thực tế như sắt, nhựa, gỗ và bê tông có thể được coi là vật liệu đàn hồi đơn giản cho mục đích phân tích ứng suất..
Mặc dù sức căng của vật liệu đàn hồi đơn giản chỉ phụ thuộc vào trạng thái biến dạng, công việc được thực hiện bởi ứng suất / ứng suất có thể phụ thuộc vào đường biến dạng.
Do đó, một vật liệu đàn hồi đơn giản có cấu trúc không bảo thủ và lực căng không thể được lấy từ hàm tiềm năng đàn hồi tỷ lệ. Theo nghĩa này, các vật liệu bảo thủ được gọi là hyperelastic.
Vật liệu đàn hồi
Những vật liệu đàn hồi này là những vật liệu có phương trình cấu thành độc lập với các phép đo ứng suất hữu hạn trừ trường hợp tuyến tính.
Mô hình vật liệu đàn hồi khác với mô hình vật liệu hyperelastic hoặc vật liệu đàn hồi đơn giản bởi vì, ngoại trừ trong các trường hợp cụ thể, chúng không thể được lấy từ hàm mật độ năng lượng biến dạng (FDED).
Một vật liệu giảm âm có thể được định nghĩa chặt chẽ như một vật liệu được mô hình hóa bằng phương trình cấu thành thỏa mãn hai tiêu chí sau:
- Căng thẳng căng thẳng ō đến thời gian t nó chỉ phụ thuộc vào thứ tự mà cơ thể chiếm giữ các cấu hình trong quá khứ của nó, nhưng không phụ thuộc vào các sai sót trong đó các cấu hình trong quá khứ được chuyển qua.
Trong trường hợp đặc biệt, tiêu chí này bao gồm một vật liệu đàn hồi đơn giản, trong đó độ căng hiện tại chỉ phụ thuộc vào cấu hình hiện tại thay vì lịch sử của các cấu hình trong quá khứ.
- Có một bộ căng chức năng có giá trị G vậy đó ō = = G (ō, L) trong đó ō là nhịp của lực căng của vật liệu và L là tenxơ vận tốc không gian.
Vật liệu hyperelastic
Những vật liệu này còn được gọi là vật liệu đàn hồi màu xanh lá cây. Chúng là một loại phương trình cấu thành cho các vật liệu đàn hồi lý tưởng mà mối quan hệ giữa ứng suất được lấy từ hàm mật độ năng lượng biến dạng. Những vật liệu này là một trường hợp đặc biệt của vật liệu đàn hồi đơn giản.
Đối với nhiều vật liệu, mô hình đàn hồi tuyến tính không mô tả chính xác hành vi quan sát được của vật liệu.
Hyperrelasticity cung cấp một cách để mô hình hóa hành vi căng thẳng của các vật liệu này.
Hành vi của chất đàn hồi rỗng và lưu hóa thường tạo nên lý tưởng hyperelastic. Chất đàn hồi đầy đủ, bọt polymer và mô sinh học cũng được mô hình hóa với lý tưởng hóa hyperelastic trong tâm trí.
Các mô hình vật liệu hyperelastic thường được sử dụng để thể hiện một hành vi biến dạng lớn trong vật liệu.
Chúng thường được sử dụng để mô hình hóa hành vi cơ học và chất đàn hồi rỗng và đầy.
Ví dụ về vật liệu đàn hồi
1- Cao su thiên nhiên
2- Spandex hoặc lycra
3- Cao su butyl (PIB)
4- Fluoroelastome
5- Chất đàn hồi
6- Cao su etylen-propylen (EPR)
7- Resilin
8- Cao su styren-butadien (SBR)
9- Cloropren
10- Elastin
11- Epichlorohydrin cao su
12- Ni lông
13- Terpene
14- Cao su Isopren
15- Poilbutadiene
16- Cao su nitrile
17- Kéo dài vinyl
18- Chất đàn hồi nhiệt dẻo
19- Cao su silicon
20- Cao su etylen-propylen-diene (EPDM)
21- Ethylvinylacetate (cao su hoặc bọt)
22- Cao su butyl halogen hóa (CIIR, BIIR)
23- Neoprene
Tài liệu tham khảo
- Các loại vật liệu đàn hồi. Lấy từ leaf.tv.
- Chất liệu thun co giãn. Lấy từ wikipedia.org.
- Ví dụ về vật liệu đàn hồi (2017) Được phục hồi từ quora.com.
- Cách chọn vật liệu hyperelastic (2017) Được phục hồi từ simscale.com
- Vật liệu cường điệu. Lấy từ wikipedia.org.