Das elastische Materialien sind solche Materialien, die in der Lage sind, einem verzerrenden oder verformenden Einfluss oder einer verformenden Kraft zu widerstehen und dann zu ihrer ursprünglichen Form und Größe zurückzukehren, wenn dieselbe Kraft zurückgezogen wird.
Die lineare Elastizität wird häufig bei der Konstruktion und Analyse von Strukturen wie Balken, Platten und Blechen verwendet. Elastische Materialien sind für die Gesellschaft von großer Bedeutung, da viele von ihnen zur Herstellung von Kleidung, Reifen, Autoteilen usw. verwendet werden..
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Wenn ein elastisches Material durch eine äußere Kraft verformt wird, erfährt es einen inneren Widerstand gegen Verformung und stellt seinen ursprünglichen Zustand wieder her, wenn die äußere Kraft nicht mehr angewendet wird..
Bis zu einem gewissen Grad zeigen die meisten festen Materialien ein elastisches Verhalten, aber es gibt eine Grenze für die Größe der Kraft und die damit verbundene Verformung innerhalb dieser elastischen Erholung..
Ein Material gilt als elastisch, wenn es bis zu 300% seiner ursprünglichen Länge gedehnt werden kann. Aus diesem Grund gibt es eine Elastizitätsgrenze, die die größte Kraft oder Spannung pro Flächeneinheit eines festen Materials darstellt, die einer bleibenden Verformung standhalten kann..
Bei diesen Materialien markiert die Streckgrenze das Ende ihres elastischen Verhaltens und den Beginn ihres plastischen Verhaltens. Bei schwächeren Materialien führt eine Beanspruchung oder Dehnung ihrer Streckgrenze zu einem Bruch..
Die Elastizitätsgrenze hängt von der Art des betrachteten Feststoffs ab. Beispielsweise kann eine Metallstange bis zu 1% ihrer ursprünglichen Länge elastisch verlängert werden..
Fragmente bestimmter gummiartiger Materialien können jedoch Dehnungen von bis zu 1000% erfahren. Die elastischen Eigenschaften der meisten beabsichtigten Feststoffe liegen tendenziell zwischen diesen beiden Extremen..
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In der Physik ist ein Cauchy-elastisches Material eines, bei dem die Spannung / Spannung jedes Punktes nur durch den aktuellen Verformungszustand in Bezug auf eine beliebige Referenzkonfiguration bestimmt wird. Diese Art von Material wird auch als einfaches elastisches Material bezeichnet..
Basierend auf dieser Definition hängt die Spannung in einem einfachen elastischen Material nicht vom Verformungspfad, dem Verlauf der Verformung oder der Zeit ab, die erforderlich ist, um diese Verformung zu erreichen..
Diese Definition impliziert auch, dass die konstitutiven Gleichungen räumlich lokal sind. Dies bedeutet, dass die Beanspruchung nur durch den Zustand der Verformungen in einer Nachbarschaft nahe dem fraglichen Punkt beeinflusst wird..
Dies impliziert auch, dass die Kraft eines Körpers (wie die Schwerkraft) und die Trägheitskräfte die Eigenschaften des Materials nicht beeinflussen können..
Einfache elastische Materialien sind mathematische Abstraktionen, und kein reales Material passt perfekt zu dieser Definition..
Es kann jedoch angenommen werden, dass viele elastische Materialien von praktischem Interesse, wie Eisen, Kunststoff, Holz und Beton, einfache elastische Materialien für Spannungsanalysezwecke sind..
Obwohl die Spannung einfacher elastischer Materialien nur vom Verformungszustand abhängt, kann die durch Spannung / Spannung geleistete Arbeit vom Verformungspfad abhängen.
Daher hat ein einfaches elastisches Material eine nicht konservative Struktur und die Spannung kann nicht aus einer skalierten elastischen Potentialfunktion abgeleitet werden. In diesem Sinne werden konservative Materialien als hyperelastisch bezeichnet..
Diese elastischen Materialien haben eine konstitutive Gleichung, die unabhängig von den Messungen der endlichen Spannung ist, außer im linearen Fall.
Die Modelle hypoelastischer Materialien unterscheiden sich von den Modellen hyperelastischer Materialien oder einfacher elastischer Materialien, da sie, außer unter bestimmten Umständen, nicht aus einer Funktion der Verformungsenergiedichte (FDED) abgeleitet werden können..
Ein hypoelastisches Material kann streng als eines definiert werden, das unter Verwendung einer konstitutiven Gleichung modelliert wird, die diese beiden Kriterien erfüllt:
Als Sonderfall umfasst dieses Kriterium ein einfaches elastisches Material, bei dem die aktuelle Spannung nur von der aktuellen Konfiguration abhängt und nicht von der Geschichte früherer Konfigurationen..
Diese Materialien werden auch als elastische Materialien von Green bezeichnet. Sie sind eine Art konstitutive Gleichung für ideal elastische Materialien, für die die Beziehung zwischen Spannung aus einer Dehnungsenergiedichtefunktion abgeleitet wird. Diese Materialien sind ein Sonderfall von einfachen elastischen Materialien.
Für viele Materialien beschreiben elastische lineare Modelle das beobachtete Verhalten des Materials nicht korrekt..
Das häufigste Beispiel für diese Materialklasse ist Gummi, dessen Spannungs-Spannungs-Beziehung als nichtlinear, elastisch, isotrop, unverständlich und im Allgemeinen unabhängig von seinem Spannungsverhältnis definiert werden kann..
Hyperelastizität bietet eine Möglichkeit, das Spannungs-Spannungs-Verhalten dieser Materialien zu modellieren..
Das Verhalten von leeren und vulkanisierten Elastomeren bildet häufig das hyperelastische Ideal. Gefüllte Elastomere, Polymerschäume und biologische Gewebe werden ebenfalls unter Berücksichtigung der hyperelastischen Idealisierung modelliert..
Hyperelastische Materialmodelle werden regelmäßig verwendet, um das Verhalten von Materialien mit hoher Dehnung darzustellen..
Sie werden normalerweise verwendet, um das vollständige und leere Elastomer- und mechanische Verhalten zu modellieren.
1- Naturkautschuk
2- Spandex oder Lycra
3- Butylkautschuk (PIB)
4- Fluorelastomer
5- Elastomere
6- Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR)
7- Resilin
8- Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)
9- Chloropren
10- Elastin
11- Kautschuk-Epichlorhydrin
12-Nylon
13-Terpen
14- Isoprenkautschuk
15-Poilbutadien
16- Nitrilkautschuk
17- Stretch-Vinyl
18- Thermoplastisches Elastomer
19- Silikongummi
20-Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM)
21- Ethylvinylacetat (EVA oder Schaumgummi)
22- Halogenierte Butylkautschuke (CIIR, BIIR)
23- Neopren
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