O materiais elásticos são aqueles materiais que têm a capacidade de resistir a uma influência ou força de distorção ou deformação e, em seguida, retornam à sua forma e tamanho originais quando a mesma força é retirada.
A elasticidade linear é amplamente utilizada no projeto e análise de estruturas como vigas, placas e folhas. Os materiais elásticos têm grande importância para a sociedade, pois muitos deles são utilizados na fabricação de roupas, pneus, peças automotivas, etc..
Índice do artigo
Quando um material elástico é deformado por uma força externa, ele experimenta resistência interna à deformação e o restaura ao seu estado original se a força externa não for mais aplicada..
Até certo ponto, a maioria dos materiais sólidos exibe comportamento elástico, mas há um limite para a magnitude da força e a deformação resultante dentro dessa recuperação elástica..
Um material é considerado elástico se puder ser esticado em até 300% de seu comprimento original. Por esse motivo, existe um limite elástico, que é a maior força ou tensão por unidade de área de um material sólido que pode resistir a uma deformação permanente..
Para esses materiais, o ponto de escoamento marca o fim de seu comportamento elástico e o início de seu comportamento plástico. Para materiais mais fracos, a tensão ou deformação em seu limite de escoamento resulta em sua fratura..
O limite de elasticidade depende do tipo de sólido considerado. Por exemplo, uma barra de metal pode ser alongada elasticamente até 1% de seu comprimento original..
No entanto, fragmentos de certos materiais emborrachados podem sofrer extensões de até 1000%. As propriedades elásticas da maioria dos sólidos concentrados tendem a ficar entre esses dois extremos..
Você pode estar interessado em Como um material elástico é sintetizado??
Em física, um material elástico de Cauchy é aquele em que a tensão / tensão de cada ponto é determinada apenas pelo estado atual de deformação em relação a uma configuração de referência arbitrária. Este tipo de material também é denominado material elástico simples..
Com base nesta definição, a tensão em um material elástico simples não depende do caminho de deformação, do histórico da deformação ou do tempo que leva para atingir essa deformação..
Essa definição também implica que as equações constitutivas são espacialmente locais. Isso significa que a tensão é afetada apenas pelo estado das deformações em uma vizinhança próxima ao ponto em questão..
Também implica que a força de um corpo (como a gravidade) e as forças de inércia não podem afetar as propriedades do material..
Os materiais elásticos simples são abstrações matemáticas e nenhum material real se encaixa perfeitamente nessa definição..
No entanto, muitos materiais elásticos de interesse prático, como ferro, plástico, madeira e concreto, podem ser considerados materiais elásticos simples para fins de análise de tensão..
Embora a tensão de materiais elásticos simples dependa apenas do estado de deformação, o trabalho realizado por tensão / tensão pode depender do caminho de deformação.
Portanto, um material elástico simples tem uma estrutura não conservadora e a tensão não pode ser derivada de uma função potencial elástica escalonada. Nesse sentido, os materiais conservadores são chamados de hiperelásticos..
Esses materiais elásticos são aqueles que possuem uma equação constitutiva independente das medidas de tensão finitas, exceto no caso linear..
Os modelos de materiais hipoelásticos são diferentes dos modelos de materiais hiperelásticos ou de materiais elásticos simples, pois, exceto em circunstâncias particulares, eles não podem ser derivados de uma função da densidade de energia de deformação (FDED).
Um material hipoelástico pode ser rigorosamente definido como aquele que é modelado usando uma equação constitutiva que satisfaça estes dois critérios:
Como um caso especial, este critério inclui um material elástico simples, no qual a tensão atual depende apenas da configuração atual e não do histórico de configurações anteriores..
Esses materiais também são chamados de materiais elásticos de Green. Eles são um tipo de equação constitutiva para materiais idealmente elásticos para os quais a relação entre tensões é derivada de uma função de densidade de energia de deformação. Esses materiais são um caso especial de materiais elásticos simples.
Para muitos materiais, os modelos lineares elásticos não descrevem corretamente o comportamento observado do material..
O exemplo mais comum dessa classe de material é a borracha, cuja relação tensão-tensão pode ser definida como não linear, elástica, isotrópica, incompreensível e geralmente independente de sua relação de tensão..
A hiperelasticidade fornece uma maneira de modelar o comportamento tensão-tensão desses materiais..
O comportamento de elastômeros vazios e vulcanizados freqüentemente constituem o ideal hiperelástico. Elastômeros preenchidos, espumas poliméricas e tecidos biológicos também são modelados com a idealização hiperelástica em mente..
Modelos de materiais hiperelásticos são usados regularmente para representar o comportamento de alta deformação em materiais..
Eles geralmente são usados para modelar elastômero cheio e vazio e comportamento mecânico.
1- borracha natural
2- Spandex ou lycra
3- Borracha butílica (PIB)
4- Fluoroelastômero
5 - Elastômeros
6- Borracha de etileno-propileno (EPR)
7- Resilina
8- Borracha de estireno-butadieno (SBR)
9- Cloropreno
10- Elastina
11- Epicloridrina de borracha
12- Nylon
13- Terpeno
14- Borracha de isopreno
15- Poilbutadieno
16- Borracha de nitrila
17- Vinil Stretch
18- Elastômero termoplástico
19- Borracha de silicone
20- Borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM)
21- Acetato de etilvinil (EVA ou espuma de borracha)
22- Borrachas butílicas halogenadas (CIIR, BIIR)
23- Neoprene
Ainda sem comentários