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Tipi di materiali elastici, caratteristiche ed esempi
il materiali elastici sono quei materiali che hanno la capacità di resistere a un'influenza o forza distorcente o distorcente, per poi ritornare alla loro forma e dimensione originale quando viene rimossa la stessa forza.
L'elasticità lineare è ampiamente utilizzata nella progettazione e nell'analisi di strutture come travi, piastre e lastre.
I materiali elastici hanno una grande importanza per la società perché molti di loro sono usati per confezionare abbigliamento, pneumatici, componenti automobilistici, ecc.
Caratteristiche dei materiali elastici
Quando un materiale elastico viene deformato con una forza esterna, subisce una resistenza interna alla deformazione e lo riporta al suo stato originale se la forza esterna non viene più applicata.
In una certa misura, la maggior parte dei materiali solidi mostra un comportamento elastico, ma c'è un limite all'entità della forza e alla deformazione che accompagna questo recupero elastico.
Un materiale è considerato elastico se può essere allungato fino al 300% della sua lunghezza originale.
Per questo motivo c'è un limite elastico, che è la forza o tensione maggiore per unità di un materiale solido che può resistere alla deformazione permanente.
Per questi materiali, il limite di elasticità segna la fine del suo comportamento elastico e l'inizio del suo comportamento plastico. Per materiali più deboli, lo stress o la tensione sul loro snervamento si traduce nella loro frattura.
Il limite di snervamento dipende dal tipo di solido considerato. Ad esempio, una barra di metallo può essere estesa elasticamente fino all'1% della sua lunghezza originale.
Tuttavia, i frammenti di alcuni materiali gommosi possono presentare estensioni fino al 1000%. Le proprietà elastiche della maggior parte dei solidi intenzionali tendono a cadere tra questi due estremi.
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Tipi di materiali elastici
Modelli di materiali elastici tipo Cauchy
In fisica, un materiale elastico di Cauchy è quello in cui la tensione / tensione di ogni punto è determinata solo dallo stato corrente di deformazione rispetto a una configurazione di riferimento arbitraria. Questo tipo di materiale è anche chiamato semplice materiale elastico.
A partire da questa definizione, la tensione in un materiale elastico semplice non dipende dal percorso di deformazione, dalla storia della deformazione o dal tempo necessario per raggiungere tale deformazione.
Questa definizione implica anche che le equazioni costitutive siano spazialmente locali. Ciò significa che lo stress è influenzato solo dallo stato delle deformazioni in un quartiere vicino al punto in questione.
Implica anche che la forza di un corpo (come la gravità) e le forze inerziali non possono influenzare le proprietà del materiale.
I materiali elastici semplici sono astrazioni matematiche e nessun materiale reale si adatta perfettamente a questa definizione.
Tuttavia, molti materiali elastici di interesse pratico come ferro, plastica, legno e calcestruzzo possono essere assunti come semplici materiali elastici ai fini dell'analisi delle sollecitazioni.
Sebbene la tensione di materiali elastici semplici dipenda solo dallo stato di deformazione, il lavoro svolto da stress / stress può dipendere dal percorso di deformazione.
Pertanto, un materiale elastico semplice ha una struttura non conservativa e la tensione non può essere derivata da una funzione potenziale elastica in scala. In questo senso, i materiali che sono conservativi sono chiamati iperelastici.
Materiali ipoelastici
Questi materiali elastici sono quelli che hanno un'equazione costitutiva indipendente dalle misure di sforzo finito tranne nel caso lineare.
Modelli hipoelásticos materiali sono diversi modelli materiale iperelastici o materiali elastici semplici poiché, salvo circostanze particolari, non può essere derivato da una funzione di densità di energia di deformazione (FDED).
Un materiale ipoelastico può essere rigorosamente definito come uno che viene modellato utilizzando un'equazione costitutiva che soddisfa questi due criteri:
- Tenditore di tensione ō a tempo t dipende solo dall'ordine in cui il corpo ha occupato le sue configurazioni passate, ma non dalla caduta in cui queste configurazioni passate sono state attraversate.
Come caso particolare, tale criterio include un materiale elastico semplice, in cui la tensione effettiva dipende solo dalla configurazione corrente anziché la storia di configurazioni precedenti.
- C'è un tenditore di funzioni con valore sol così ō = sol (ō, L) in cui ō è la durata della tensione del tensore del materiale e L essere il tensore del gradiente di velocità spaziale.
Materiali iperelastici
Questi materiali sono anche chiamati materiali elastici verdi. Sono un tipo di equazione costitutiva per materiali idealmente elastici per i quali la relazione tra stress è derivata da una funzione di densità energetica di deformazione. Questi materiali sono un caso speciale di materiali elastici semplici.
Per molti materiali, i modelli lineari elastici non descrivono correttamente il comportamento osservato del materiale.
L'esempio più comune di questo tipo di materiale è la gomma, la cui relazione sforzo-deformazione può essere definita come non lineare, elastica, isotropa, incomprensibile e generalmente indipendente dal suo rapporto di sollecitazione. 
Iperrelasticità fornisce un modo per modellare il comportamento stress-deformazione di questi materiali.
Il comportamento degli elastomeri vuoti e vulcanizzati costituisce spesso l'ideale iperelastico. Elastomeri completi, schiume polimeriche e tessuti biologici sono anche modellati con l'idealizzazione iperelastica in mente.
I modelli di materiali iperelastici vengono regolarmente utilizzati per rappresentare un comportamento di grande deformazione nei materiali.
Di solito vengono utilizzati per modellare il comportamento meccanico e gli elastomeri vuoti e pieni.
Esempi di materiali elastici
1- Gomma naturale
2- Spandex o lycra
3- Gomma butilica (PIB)
4- Fluoroelastomero
5- Elastomeri
6- Gomma etilene-propilene (EPR)
7- Resilin
8- gomma stirene-butadiene (SBR)
9- cloroprene
10- Elastina
11- Epicloridrina di gomma
12- Nylon
13- Terpene
14- Gomma isoprene
15- Poilbutadiene
16- Gomma nitrilica
17- Vinile elasticizzato
18- Elastomero termoplastico
19- Gomma siliconica
20- Gomma etilene-propilene-diene (EPDM)
21- Ethylvinylacetate (gomma EVA o schiumosa)
22- Gomma butilica alogenata (CIIR, BIIR)
23- Neoprene
riferimenti
- Tipi di materiali elastici. Estratto da leaf.tv.
- Materiale elastico di Cauchy. Estratto da wikipedia.org.
- Esempi di materiali elastici (2017) Recuperati da quora.com.
- Come scegliere un materiale iperelastico (2017) Recuperato da simscale.com
- Materiale iperlestico Estratto da wikipedia.org.