MGA NABABANAT NA MATERYALES: URI, KATANGIAN AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2025

Ang mga nababanat na materyales ay ang mga materyales na may kakayahang pigilan ang isang impluwensya o pag-distort o deforming na puwersa, at pagkatapos ay bumalik sa kanyang orihinal na hugis at sukat kapag tinanggal ang parehong puwersa.

Ang linear elasticity ay malawakang ginagamit sa disenyo at pagsusuri ng mga istruktura tulad ng mga beam, plate, at sheet. Ang mga nababanat na materyales ay may kahalagahan sa lipunan, dahil marami sa kanila ang ginagamit upang gumawa ng damit, gulong, bahagi ng automotiko, atbp.

Mga katangian ng nababanat na materyales

Kung ang isang nababanat na materyal ay nababago ng isang panlabas na puwersa, nakakaranas ito ng panloob na pagtutol sa pagpapapangit at ibalik ito sa orihinal na estado kung ang panlabas na puwersa ay hindi na mailalapat.

Sa ilang sukat, ang karamihan sa mga solidong materyales ay nagpapakita ng nababanat na pag-uugali, ngunit may limitasyon sa laki ng lakas at ang kasamang pagpapapangit sa loob ng nababanat na paggaling na ito.

Ang isang materyal ay itinuturing na nababanat kung maaari itong maiunat hanggang sa 300% ng orihinal na haba nito. Para sa kadahilanang ito, mayroong isang nababanat na limitasyon, na kung saan ay ang pinakamalaking puwersa o pag-igting sa bawat yunit ng isang solidong materyal na maaari itong mapaglabanan sa kaganapan ng permanenteng pagpapapangit.

Para sa mga materyales na ito, ang punto ng ani ay nagtatakda sa pagtatapos ng kanilang nababanat na pag-uugali at ang simula ng kanilang pag-uugaling plastik. Para sa mga mas mahina na materyales, ang pagkapagod sa kanilang mga punto ng ani ay nagbubunga sa kanilang bali.

Ang limitasyon ng pagkalastiko ay nakasalalay sa uri ng solidong isinasaalang-alang. Halimbawa, ang isang metal bar ay maaaring maging elastically na umaabot hanggang sa 1% ng orihinal na haba nito.

Gayunpaman, ang mga fragment ng ilang mga goma na materyales ay maaaring makaranas ng mga extension ng hanggang sa 1000%. Ang mga nababanat na katangian ng karamihan sa mga hangarin na solido ay may posibilidad na mahulog sa pagitan ng dalawang labis na paghampas.

Maaari kang maging interesado sa Paano ang isang Elastic Material Synthesized?

Mga uri ng nababanat na materyales

Ang mga modelo ng nababanat na materyales ay uri ng Cauchy

Sa pisika, ang isang Cauchy nababanat na materyal ay isa kung saan ang stress / pag-igting ng bawat punto ay natutukoy lamang sa kasalukuyang estado ng pagpapapangit na may paggalang sa isang di-makatwirang pagsasaayos ng sanggunian. Ang ganitong uri ng materyal ay tinatawag ding simpleng nababanat na materyal.

Batay sa kahulugan na ito, ang pagkapagod sa isang simpleng nababanat na materyal ay hindi nakasalalay sa landas ng pilay, kasaysayan ng pilay, o oras na kinakailangan upang makamit ang pilay na iyon.

Ang kahulugan na ito ay nagpapahiwatig din na ang mga constationive equation ay spatially lokal. Nangangahulugan ito na ang stress ay apektado lamang ng estado ng mga deformations sa isang kapitbahayan na malapit sa punto na pinag-uusapan.

Ipinapahiwatig din nito na ang puwersa ng isang katawan (tulad ng grabidad) at ang mga puwersa ng pagkawalang-kilos ay hindi makakaapekto sa mga katangian ng materyal.

Ang mga simpleng nababanat na materyales ay mga abstraction ng matematika, at walang tunay na materyal na akma ang kahulugan na ito.

Gayunpaman, maraming mga nababanat na materyales ng praktikal na interes, tulad ng bakal, plastik, kahoy, at kongkreto, ay maaaring ipagpalagay na maging simpleng nababanat na materyales para sa mga layunin ng pagsusuri sa stress.

Bagaman ang stress ng mga simpleng nababanat na materyales ay nakasalalay lamang sa estado ng pagpapapangit, ang gawain na ginawa ng stress / stress ay maaaring depende sa landas ng pagpapapangit.

Samakatuwid, ang isang simpleng nababanat na materyal ay may di-konserbatibong istruktura at ang stress ay hindi maaaring makuha mula sa isang naka-scale na nababanat na potensyal na pag-andar. Sa kahulugan na ito, ang mga materyales na konserbatibo ay tinatawag na hyperelastic.

Mga materyales na hypoelastic

Ang mga nababanat na materyales ay ang mga may isang constitutive equation na independiyenteng may hangganan na mga sukat ng stress maliban sa linear case.

Ang mga modelong materyal ng hypoelastic ay naiiba sa mga modelo ng hyperelastic material o simpleng mga nababanat na modelo ng materyal na, maliban sa mga partikular na pangyayari, hindi sila maaaring makuha mula sa isang pag-andar ng density ng deformation energy (FDED).

Ang isang hypoelastic material ay maaaring mahigpit na tinukoy bilang isa na na-modelo gamit ang isang constationive equation na nasiyahan sa dalawang pamantayan na ito:

• Ang tensyon tensor O sa oras t ay nakasalalay lamang sa ang pagkakasunod-sunod na kung saan ang katawan ay abala sa kanyang nakaraang mga configuration, ngunit hindi sa ang panahon kung saan ang mga nakalipas na mga configuration ay traversed.

Bilang isang espesyal na kaso, ang kriteryang ito ay nagsasama ng isang simpleng nababanat na materyal, kung saan ang kasalukuyang pagkapagod ay nakasalalay lamang sa kasalukuyang pagsasaayos kaysa sa kasaysayan ng mga nakaraang mga pagsasaayos.

• May ay isang tensor-function na may halaga G tulad na O = G ( O , L ) kung saan O ay ang span ng stress tensor ang materyal at L ay ang space bilis gradient tensor.

Mga materyales na Hyperelastic

Ang mga materyal na ito ay tinatawag ding Green's elastic material. Ang mga ito ay isang uri ng equation na constitutive para sa mga ideyang may kakayahang umangkop para sa kung saan ang ugnayan sa pagitan ng stress ay nagmula sa isang function ng density ng enerhiya na pilay. Ang mga materyales na ito ay isang espesyal na kaso ng mga simpleng nababanat na materyales.

Para sa maraming mga materyales, ang mga linear na nababanat na modelo ay hindi tama na inilalarawan ang sinusunod na pag-uugali ng materyal.

Ang pinakakaraniwang halimbawa ng klase ng materyal na ito ay goma, na ang relasyon ng stress-tension ay maaaring tukuyin bilang non-linear, elastic, isotropic, hindi maintindihan, at sa pangkalahatan ay independiyente ng ratio ng stress nito.

Ang hyperelasticity ay nagbibigay ng isang paraan upang modelo ng pag-uugali ng stress-tensyon ng naturang mga materyales.

Ang pag-uugali ng walang laman at bulkan na mga elastomer ay madalas na tumutugma sa ideal na hyperelastic. Ang mga pinunan na elastomer, polymeric foam, at biological na tisyu ay dinisenyo ng pag-iisip na may hyperelastic idealization.

Ang mga modelong materyal na Hyperelastic ay regular na ginagamit upang kumatawan sa pag-uugali ng mataas na pilay sa mga materyales.

Karaniwan silang ginagamit upang modelo ng buo at walang laman na elastomer at mekanikal na pag-uugali.

Mga halimbawa ng mga nababanat na materyales

1- Likas na goma

2- Spandex o lycra

3- Butyl goma (PIB)

4- Fluoroelastomer

5- Elastomer

6- Ethylene-propylene goma (EPR)

7- Resilin

8- Styrene-butadiene goma (SBR)

9- Chloroprene

10- Elastin

11- Goma epichlorohidin

12- Nylon

Nylon

13- Terpene

14- Isoprene goma

15- Poilbutadiene

16- Nitrile goma

17- Stretch vinyl

18- Thermoplastic elastomer

19- Silicone goma

20- Ethylene-propylene-diene goma (EPDM)

21- Ethylvinylacetate (EVA o foamy rubber)

22- Halogenized butyl rubbers (CIIR, BIIR)

23- Neoprene

Mga Sanggunian

1. Mga uri ng nababanat na materyales. Nabawi mula sa dahon.tv.
2. Cauchy nababanat na materyal. Nabawi mula sa wikipedia.org.
3. Mga halimbawa ng nababanat na materyales (2017) Nabawi mula sa quora.com.
4. Paano pumili ng isang hyperelastic material (2017) Nabawi mula sa simscale.com
5. Hyperlestic material. Nabawi mula sa wikipedia.org.