ประเภทของวัสดุยืดหยุ่นลักษณะและตัวอย่าง

วัสดุยืดหยุ่น เป็นวัสดุที่มีความสามารถในการต้านทานอิทธิพลหรือการบิดเบือนที่ผิดเพี้ยนหรือบิดเบือนจากนั้นกลับสู่รูปทรงและขนาดดั้งเดิมของพวกเขาเมื่อแรงดึงเดียวกันถูกลบออก.

ความยืดหยุ่นเชิงเส้นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบและวิเคราะห์โครงสร้างเช่นคานแผ่นและแผ่น.

วัสดุยางยืดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสังคมเพราะส่วนใหญ่ใช้ทำเสื้อผ้ายางรถยนต์ชิ้นส่วนยานยนต์เป็นต้น.

ลักษณะของวัสดุยืดหยุ่น

เมื่อวัสดุยืดหยุ่นนั้นถูกเปลี่ยนรูปด้วยแรงภายนอกมันจะมีความต้านทานภายในต่อการเปลี่ยนรูปและคืนสู่สถานะเดิมหากแรงภายนอกนั้นไม่ได้ใช้อีกต่อไป.

วัสดุแข็งส่วนใหญ่มีพฤติกรรมยืดหยุ่น แต่มีข้อ จำกัด ด้านขนาดของแรงและความผิดปกติที่เกิดขึ้นภายในการฟื้นตัวแบบยืดหยุ่นนี้.

วัสดุนั้นถือว่ามีความยืดหยุ่นถ้าสามารถยืดได้ถึง 300% ของความยาวเดิม.

ด้วยเหตุนี้จึงมีข้อ จำกัด ยืดหยุ่นซึ่งเป็นความแข็งแรงหรือความตึงเครียดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อหน่วยพื้นที่ของวัสดุที่เป็นของแข็งที่สามารถทนต่อการเสียรูปถาวร.

สำหรับวัสดุเหล่านี้ขีด จำกัด ของความยืดหยุ่นนับเป็นจุดสิ้นสุดของพฤติกรรมยืดหยุ่นและจุดเริ่มต้นของพฤติกรรมพลาสติก สำหรับวัสดุที่อ่อนที่สุดความเครียดหรือความตึงของขีดจำกัดความยืดหยุ่นส่งผลให้เกิดการแตกหัก.

ความแข็งแรงของผลผลิตขึ้นอยู่กับชนิดของของแข็งที่พิจารณา ตัวอย่างเช่นแท่งโลหะสามารถยืดได้สูงถึง 1% ของความยาวดั้งเดิม.

อย่างไรก็ตามชิ้นส่วนของวัสดุเหนียวบางชนิดอาจมีส่วนขยายสูงถึง 1,000% คุณสมบัติความยืดหยุ่นของของแข็งเจตนาส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะตกอยู่ระหว่างสุดขั้วทั้งสองนี้.

บางทีคุณอาจจะสนใจวัสดุสังเคราะห์ที่ยืดตัวนั้นมีวิธีการอย่างไร?

ประเภทของวัสดุยืดหยุ่น

แบบจำลองของวัสดุยืดหยุ่น Cauchy

ในวิชาฟิสิกส์ Cauchy elastic material เป็นวัสดุหนึ่งที่ความเครียด / ความตึงของแต่ละจุดจะถูกกำหนดโดยสถานะการเปลี่ยนรูปปัจจุบันเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับโครงแบบอ้างอิงโดยพลการ วัสดุประเภทนี้เรียกว่าวัสดุยืดหยุ่นง่าย.

เริ่มต้นจากคำจำกัดความนี้ความตึงเครียดในวัสดุยืดหยุ่นอย่างง่ายไม่ได้ขึ้นอยู่กับเส้นทางการเปลี่ยนรูปประวัติความผิดปกติหรือเวลาที่ใช้เพื่อให้ได้การเสียรูปนั้น.

คำจำกัดความนี้ยังหมายถึงว่าสมการที่เป็นส่วนประกอบนั้นเป็นแบบท้องถิ่น ซึ่งหมายความว่าความเครียดจะได้รับผลกระทบจากสถานะของความผิดปกติในละแวกใกล้เคียงกับจุดที่เป็นปัญหาเท่านั้น.

นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าความแข็งแกร่งของร่างกาย (เช่นแรงโน้มถ่วง) และแรงเฉื่อยไม่สามารถส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของวัสดุ.

วัสดุยืดหยุ่นอย่างง่ายเป็นนามธรรมทางคณิตศาสตร์และไม่มีวัสดุจริงที่เหมาะสมกับคำนิยามนี้อย่างสมบูรณ์.

อย่างไรก็ตามวัสดุยืดหยุ่นจำนวนมากที่น่าสนใจเช่นเหล็ก, พลาสติก, ไม้และคอนกรีตสามารถใช้เป็นวัสดุยืดหยุ่นอย่างง่ายสำหรับการวิเคราะห์ความเครียด.

แม้ว่าความตึงของวัสดุยืดหยุ่นอย่างง่ายขึ้นอยู่กับสถานะของการเสียรูป แต่งานที่ทำโดยความเครียด / ความเครียดอาจขึ้นอยู่กับเส้นทางการเปลี่ยนรูป.

ดังนั้นวัสดุยืดหยุ่นที่เรียบง่ายจึงมีโครงสร้างที่ไม่อนุรักษ์และไม่สามารถรับแรงดึงจากฟังก์ชั่นการยืดหยุ่นที่ปรับขนาดได้ ในแง่นี้วัสดุที่อนุรักษ์นิยมจะเรียกว่า hyperelastic.

วัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูง

วัสดุยืดหยุ่นเหล่านี้เป็นวัสดุที่มีสมการเชิงโครงสร้างที่เป็นอิสระจากการวัดความเครียดแบบ จำกัด ยกเว้นในกรณีที่เป็นเส้นตรง.

แบบจำลองวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูงนั้นแตกต่างจากแบบจำลองวัสดุแบบไฮเปอร์ลาสติกหรือวัสดุแบบยืดหยุ่นได้ง่ายยกเว้นในบางกรณีพวกเขาไม่สามารถได้มาจากฟังก์ชันความหนาแน่นพลังงานผิดรูป.

วัสดุ hypoelastic สามารถกำหนดอย่างเข้มงวดเป็นหนึ่งที่มีการจำลองโดยใช้สมการเชิงโครงสร้างที่เป็นไปตามเกณฑ์ทั้งสองนี้:

• เครื่องปรับความตึง ō เป็นครั้งคราว เสื้อ มันขึ้นอยู่กับลำดับที่ร่างกายได้ครอบครองการกำหนดค่าที่ผ่านมาเท่านั้น แต่ไม่ได้อยู่ในช่วงเวลาที่ผ่านการกำหนดค่าที่ผ่านมาเหล่านี้.

เป็นกรณีพิเศษเกณฑ์นี้รวมถึงวัสดุยืดหยุ่นง่ายซึ่งความตึงเครียดในปัจจุบันขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าปัจจุบันเท่านั้นแทนที่จะเป็นประวัติของการกำหนดค่าที่ผ่านมา.

• มีฟังก์ชั่นปรับความตึงด้วยค่า G ดังนั้น ō = G (ō, L) ซึ่งใน ō คือช่วงของความตึงเทนเซอร์ของวัสดุและ L เป็นเทนเซอร์ไล่ระดับความเร็วของอวกาศ.

วัสดุ Hyperelastic

วัสดุเหล่านี้เรียกว่าวัสดุยืดหยุ่นสีเขียว พวกเขาเป็นประเภทของสมการเชิงโครงสร้างสำหรับวัสดุยืดหยุ่นที่มีความสัมพันธ์อย่างดีระหว่างความเค้นและความเครียดที่เกิดจากฟังก์ชันความหนาแน่นพลังงานของการเสียรูป วัสดุเหล่านี้เป็นกรณีพิเศษของวัสดุยืดหยุ่นง่าย.

สำหรับวัสดุหลายชนิดโมเดลยืดหยุ่นเชิงเส้นไม่ได้อธิบายพฤติกรรมที่สังเกตได้ของวัสดุอย่างถูกต้อง.

Hyperrelasticity เป็นวิธีในการจำลองพฤติกรรมความเค้นความเครียดของวัสดุเหล่านี้.

พฤติกรรมของอีลาสโตเมอร์ที่ว่างเปล่าและวัลคาไนซ์มักทำขึ้นในอุดมคติของไฮเปอร์ลาสติค อีลาสโตเมอร์เต็มรูปแบบโฟมพอลิเมอร์และเนื้อเยื่อชีวภาพยังถูกสร้างแบบจำลองที่มีแนวคิดในอุดมคติของ hyperelastic.

แบบจำลองของวัสดุ hyperelastic มักถูกใช้เพื่อแสดงพฤติกรรมการเสียรูปที่ดีในวัสดุ.

พวกมันมักจะใช้เพื่อจำลองพฤติกรรมเชิงกลและอิลาสโตเมอร์ที่ว่างเปล่าและเต็มไปด้วย.

ตัวอย่างของวัสดุยืดหยุ่น

1- ยางธรรมชาติ

2- สแปนเด็กซ์หรือไลคร่า

3- ยางบิวทิล (PIB)

4- Fluoroelastomer

5- อีลาสโตเมอร์

6- ยางเอทิลีน - โพรพิลีน (EPR)

7- เรซิลิน

8- ยางสไตรีน - บิวทาไดอีน (SBR)

9- คลอโรพรีน

10- อีลาสติน

11 - ยาง Epichlorohydrin

12- ไนล่อน

13 - Terpene

14- ยาง Isoprene

15- Poilbutadiene

16- ยางไนไตรล์

17- ไวนิลยืด

18- ยางเทอร์โมพลาสติก

19- ยางซิลิโคน

20- เอทิลีน - โพรพิลีน - ยางดีน (EPDM)

21- Ethylvinylacetate (ยาง EVA หรือฟอง)

22- ยางบิวทิลฮาโลเจน (CIIR, BIIR)

23- นีโอพรีน

การอ้างอิง

1. ประเภทของวัสดุยืดหยุ่น ดึงมาจาก leaf.tv.
2. วัสดุยืดหยุ่น Cauchy สืบค้นจาก wikipedia.org.
3. ตัวอย่างวัสดุยืดหยุ่น (2017) กู้คืนจาก quora.com.
4. วิธีเลือกวัสดุไฮเปอร์ลาสติก (2017) กู้คืนจาก simscale.com
5. วัสดุ Hyperlestic สืบค้นจาก wikipedia.org.