Il materiali elastici sono quei materiali che hanno la capacità di resistere a un'influenza o forza distorcente o deformante, per poi tornare alla loro forma e dimensione originali quando la stessa forza viene ritirata.
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, poiché molti di essi vengono utilizzati per realizzare vestiti, pneumatici, parti di automobili, ecc..
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Quando un materiale elastico viene deformato da una forza esterna, subisce una resistenza interna alla deformazione e lo ripristina 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 conseguente deformazione all'interno di questo recupero elastico..
Un materiale è considerato elastico se può essere allungato fino al 300% della sua lunghezza originale. Per questo motivo esiste un limite elastico, che è la massima forza o tensione per unità di area di un materiale solido che può sopportare una deformazione permanente..
Per questi materiali, il limite di snervamento segna la fine del loro comportamento elastico e l'inizio del loro comportamento plastico. Per i materiali più deboli, la sollecitazione o la deformazione sul loro punto di snervamento provoca la loro rottura..
Il limite di elasticità dipende dal tipo di solido considerato. Ad esempio, una barra di metallo può essere allungata elasticamente fino all'1% della sua lunghezza originale..
Tuttavia, i frammenti di alcuni materiali gommosi possono subire estensioni fino al 1000%. Le proprietà elastiche della maggior parte dei solidi intenti tendono a rientrare tra questi due estremi..
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In fisica, un materiale elastico di Cauchy è quello in cui la sollecitazione / tensione di ogni punto è determinata solo dallo stato di deformazione corrente rispetto ad una configurazione di riferimento arbitraria. Questo tipo di materiale è anche chiamato materiale elastico semplice..
In base a questa definizione, la sollecitazione in un semplice materiale elastico non dipende dal percorso di deformazione, dalla storia della deformazione o dal tempo necessario per ottenere quella 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 di inerzia 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 cemento, possono essere considerati semplici materiali elastici ai fini dell'analisi delle sollecitazioni..
Sebbene la sollecitazione dei materiali elastici semplici dipenda solo dallo stato di deformazione, il lavoro svolto da sollecitazione / sollecitazione può dipendere dal percorso di deformazione.
Pertanto, un semplice materiale elastico ha una struttura non conservativa e lo stress non può essere derivato da una funzione di potenziale elastico in scala. In questo senso, i materiali conservativi sono chiamati iperelastici..
Questi materiali elastici sono quelli che hanno un'equazione costitutiva indipendente dalle misurazioni delle tensioni finite tranne nel caso lineare.
I modelli di materiali ipoelastici sono diversi dai modelli di materiali iperelastici o di materiali elastici semplici poiché, salvo circostanze particolari, non possono essere derivati da una funzione della densità di energia di deformazione (FDED).
Un materiale ipoelastico può essere rigorosamente definito come un materiale modellato utilizzando un'equazione costitutiva che soddisfa questi due criteri:
Come caso speciale, questo criterio include un materiale elastico semplice, in cui lo stress corrente dipende solo dalla configurazione corrente piuttosto che dalla storia delle configurazioni passate..
Questi materiali sono anche chiamati materiali elastici di Green. Sono un tipo di equazione costitutiva per materiali idealmente elastici per i quali la relazione tra le sollecitazioni è derivata da una funzione di densità di energia 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 questa classe di materiali è la gomma, la cui relazione tensione-tensione può essere definita non lineare, elastica, isotropa, incomprensibile e generalmente indipendente dal suo rapporto di sollecitazione..
L'iperelasticità fornisce un modo per modellare il comportamento tensione-tensione di questi materiali..
Il comportamento degli elastomeri vuoti e vulcanizzati costituisce spesso l'ideale iperelastico. Anche gli elastomeri riempiti, le schiume polimeriche e i tessuti biologici sono modellati pensando all'idealizzazione iperelastica..
I modelli di materiale iperelastico vengono regolarmente utilizzati per rappresentare il comportamento ad alta deformazione nei materiali..
Di solito vengono utilizzati per modellare l'elastomero pieno e vuoto e il comportamento meccanico.
1- Gomma naturale
2- Spandex o lycra
3- Gomma butilica (PIB)
4- Fluoroelastomero
5- Elastomeri
6- Gomma etilene-propilene (EPR)
7- Resilina
8- Gomma stirene-butadiene (SBR)
9- Cloroprene
10- Elastina
11- Gomma epicloridrina
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- Etilvinilacetato (EVA o gommapiuma)
22- Gomme butiliche alogenate (CIIR, BIIR)
23- Neoprene
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