탄성 재료 영향이나 왜곡 또는 변형 힘에 저항하고 동일한 힘이 제거 될 때 원래의 형상과 크기로 복귀하는 능력을 가지고 그러한 물질이다.
선형 탄성은 보, 플레이트 및 시트와 같은 구조의 설계 및 해석에 널리 사용됩니다. 탄성 소재는 의류, 타이어, 자동차 부품 등을 만드는 데 많이 사용되기 때문에 사회에 매우 중요합니다.
탄성 재료 특성
탄성 재료가 외력에 의해 변형되면 내부 변형에 대한 저항을 경험하고 외력이 더 이상 가해지지 않으면 원래 상태로 복원됩니다.
어느 정도까지 대부분의 고체 재료는 탄성 거동을 나타내지 만,이 탄성 회복 내에서 힘의 크기와 이에 수반되는 변형에는 한계가 있습니다.
원래 길이의 300 %까지 늘릴 수있는 재료는 신축성있는 것으로 간주됩니다. 이러한 이유로 영구 변형시 견딜 수있는 고체 재료의 단위 면적당 가장 큰 힘 또는 장력 인 탄성 한계가 있습니다.
이러한 재료의 경우 항복점은 탄성 동작의 끝과 소성 동작의 시작을 나타냅니다. 약한 재료의 경우 항복점에 대한 응력으로 인해 파손됩니다.
탄성 한계는 고려되는 솔리드 유형에 따라 다릅니다. 예를 들어 금속 막대는 원래 길이의 1 %까지 탄력적으로 확장 할 수 있습니다.
그러나 특정 고무 재질의 파편은 최대 1000 %까지 확장 될 수 있습니다. 대부분의 의도적 인 고체의 탄성 특성은이 두 극단 사이에있는 경향이 있습니다.
탄성 재료는 어떻게 합성됩니까?
탄성 소재의 종류
탄성 재료 유형 Cauchy 모델
물리학에서 Cauchy 탄성 재료는 임의의 참조 구성에 대한 현재 변형 상태에 의해서만 각 점의 응력 / 장력이 결정되는 재료입니다. 이러한 유형의 재료는 단순 탄성 재료라고도합니다.
이 정의에 따라 단순 탄성 재료의 응력은 변형 경로, 변형 이력 또는 변형을 달성하는 데 걸리는 시간에 의존하지 않습니다.
이 정의는 또한 구성 방정식이 공간적으로 로컬이라는 것을 의미합니다. 이는 응력이 해당 지점에 가까운 이웃의 변형 상태에 의해서만 영향을 받는다는 것을 의미합니다.
이는 또한 본체의 힘 (예 : 중력)과 관성력이 재료의 특성에 영향을 줄 수 없음을 의미합니다.
단순한 탄성 재료는 수학적 추상화이며 실제 재료는이 정의에 완벽하게 맞지 않습니다.
그러나 철, 플라스틱, 목재 및 콘크리트와 같이 실제적으로 관심이있는 많은 탄성 재료는 응력 해석 목적으로 단순한 탄성 재료로 가정 할 수 있습니다.
단순 탄성 재료의 응력은 변형 상태에만 의존하지만 응력 / 응력에 의한 작업은 변형 경로에 따라 달라질 수 있습니다.
따라서 단순한 탄성 재료는 비 보존 적 구조를 가지며 스케일 된 탄성 전위 함수에서 응력을 유도 할 수 없습니다. 이러한 의미에서 보수적 인 재료를 초 탄성이라고합니다.
저 탄성 재료
이러한 탄성 재료는 선형 경우를 제외하고 유한 응력 측정과 독립적 인 구성 방정식을 가진 재료입니다.
저 탄성 재질 모델은 특정 상황을 제외하고 변형 에너지 밀도 (FDED)의 함수에서 파생 될 수 없다는 점에서 고탄성 재질 모델 또는 단순 탄성 재질 모델과 다릅니다.
저 탄성 재료는 다음 두 기준을 충족하는 구성 방정식을 사용하여 모델링 된 재료로 엄격하게 정의 할 수 있습니다.
- 시간 t에서 의 장력 텐서 ō 는 신체가 과거 구성을 차지한 순서에만 의존하고 이러한 과거 구성이 횡단 된 기간에는 의존하지 않습니다.
특별한 경우로,이 기준은 현재 응력이 과거 구성의 이력이 아닌 현재 구성에만 의존하는 단순한 탄성 재료를 포함합니다.
- ō = G ( ō , L ) 와 같은 값 G를 갖는 텐서 함수가 있습니다 . 여기서 ō 는 재료의 응력 텐서의 범위이고 L 은 공간 속도 기울기 텐서입니다.
고탄성 재료
이러한 재료는 Green의 탄성 재료라고도합니다. 응력 간의 관계가 변형 에너지 밀도 함수에서 파생되는 이상적으로 탄성이있는 재료에 대한 구성 방정식의 한 유형입니다. 이 재료는 단순한 탄성 재료의 특별한 경우입니다.
많은 재료의 경우 선형 탄성 모델이 재료의 관찰 된 동작을 올바르게 설명하지 않습니다.
이 종류의 재료의 가장 일반적인 예는 고무로, 응력-인장 관계는 비선형, 탄성, 등방성, 이해할 수없고 일반적으로 응력 비율과 무관 한 것으로 정의 될 수 있습니다.
초 탄성은 이러한 재료의 응력-장력 거동을 모델링하는 방법을 제공합니다.
비어 있고 가황 된 엘라스토머의 거동은 종종 초 탄성 이상을 따릅니다. 충전 된 엘라스토머, 폴리머 폼 및 생물학적 조직도 초 탄성 이상화를 염두에두고 모델링됩니다.
고탄성 재료 모델은 재료의 높은 변형 동작을 나타내는 데 정기적으로 사용됩니다.
일반적으로 완전하고 비어있는 엘라스토머 및 기계적 동작을 모델링하는 데 사용됩니다.
탄성 재료의 예
1- 천연 고무
2- 스판덱스 또는 라이크라
3- 부틸 고무 (PIB)
4- 플루오로 엘라스토머
5- 엘라스토머
6- 에틸렌-프로필렌 고무 (EPR)
7- 레 실린
8- 스티렌-부타디엔 고무 (SBR)
9- 클로로프렌
10- 엘라스틴
11- 고무 에피 클로로 히 드린
12- 나일론
나일론
13- 테르펜
14- 이소프렌 고무
15- 포일 부타디엔
16- 니트릴 고무
17- 스트레치 비닐
18- 열가소성 엘라스토머
19- 실리콘 고무
20- 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 (EPDM)
21- 에틸 비닐 아세테이트 (EVA 또는 발포 고무)
22- 할로겐화 부틸 고무 (CIIR, BIIR)
23- 네오프렌
참고 문헌
- 탄성 소재의 종류. leaf.tv에서 복구되었습니다.
- 코시 탄성 소재. wikipedia.org에서 복구되었습니다.
- 탄성 재료 예 (2017) quora.com에서 복구 됨.
- 초 탄성 재료를 선택하는 방법 (2017) simscale.com에서 복구
- 다 혈성 물질. wikipedia.org에서 복구되었습니다.