弾性材料は、影響又は歪曲又は変形力に抵抗し、同じ力が除去されると元の形状およびサイズに戻る能力を有する物質です。
線形弾性は、梁、プレート、シートなどの構造の設計と解析で広く使用されています。弾性材料は、衣類、タイヤ、自動車部品などの製造に多く使用されているため、社会にとって非常に重要です。
弾性材料の特性
弾性材料が外力によって変形すると、変形に対する内部抵抗が発生し、外力が加わらなくなると元の状態に戻ります。
ある程度まで、ほとんどの固体材料は弾性挙動を示しますが、この弾性回復内の力と付随する変形の大きさに制限があります。
元の長さの300％まで伸ばすことができる場合、その材料は弾性と見なされます。このため、弾性限界があります。これは、永続的な変形の場合に耐えることができる固体材料の単位面積あたりの最大の力または張力です。
これらの材料の降伏点は、それらの弾性挙動の終わりと塑性挙動の始まりを示します。より弱い材料の場合、降伏点への応力により破壊が発生します。
弾性限界は、考慮されるソリッドのタイプによって異なります。たとえば、金属棒は元の長さの1％まで弾性的に伸ばすことができます。
ただし、特定のゴム状材料の破片では、最大1000％の伸長が発生する可能性があります。ほとんどの意図的な固体の弾性特性は、これらの2つの極端の間にある傾向があります。
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弾性素材の種類
弾性材料のモデルタイプコーシー
物理学では、コーシー弾性材料は、各点の応力/張力が任意の参照構成に対する現在の変形状態によってのみ決定される材料です。このタイプの材料は、単純弾性材料とも呼ばれます。
この定義に基づくと、単純な弾性材料の応力は、ひずみ経路、ひずみ履歴、またはそのひずみを達成するのにかかる時間には依存しません。
この定義は、構成方程式が空間的に局所的であることも意味します。これは、応力が問題のポイントに近い近傍の変形の状態によってのみ影響を受けることを意味します。
また、物体の力（重力など）と慣性力が材料の特性に影響を与えないことも意味します。
単純な弾性材料は数学的な抽象概念であり、実際の材料はこの定義に完全には適合しません。
ただし、鉄、プラスチック、木材、コンクリートなど、実用的な多くの弾性材料は、応力解析の目的で単純な弾性材料と見なすことができます。
単純な弾性材料の応力は変形の状態にのみ依存しますが、応力/応力によって行われる作業は、変形パスに依存する可能性があります。
したがって、単純な弾性材料の構造は保守的ではなく、スケーリングされた弾性ポテンシャル関数から応力を導き出すことはできません。この意味で、保守的な材料は超弾性と呼ばれます。
弱弾性材料
これらの弾性材料は、線形の場合を除いて、有限応力測定から独立した構成方程式を持つ材料です。
低弾性材料のモデルは、特定の状況を除いて、変形エネルギー密度（FDED）の関数から導出できないため、超弾性材料または単純弾性材料のモデルとは異なります。
低弾性材料は、次の2つの基準を満たす構成方程式を使用してモデル化される材料として厳密に定義できます。
- テンションテンソルō時刻tでは本体のみがなく、これらの過去の構成が横断された期間で、その過去の構成を占拠している順序に依存します。
特別なケースとして、この基準には単純な弾性材料が含まれ、現在の応力は過去の構成の履歴ではなく、現在の構成にのみ依存します。
- 値を持つテンソル関数ありGはようō = G（ō、Lた）oは、材料の応力テンソルのスパンであり、Lは、空間速度勾配テンソルです。
超弾性材料
これらの材料は、グリーンの弾性材料とも呼ばれます。これらは、応力間の関係がひずみエネルギー密度関数から導出される、理想的な弾性材料の一種の構成方程式です。これらの材料は、単純な弾性材料の特殊なケースです。
多くの材料の場合、線形弾性モデルは、材料の観測された動作を正しく記述しません。
このクラスの材料の最も一般的な例はゴムであり、その応力と張力の関係は、非線形、弾性、等方性、理解不能、一般にその応力比とは無関係に定義できます。
超弾性は、そのような材料の応力-張力挙動をモデル化する方法を提供します。
空の加硫エラストマーの挙動は、多くの場合、超弾性の理想に適合します。充填エラストマー、高分子発泡体、および生体組織も、超弾性理想化を念頭に置いてモデル化されています。
超弾性材料モデルは、材料の高ひずみ挙動を表すために定期的に使用されます。
それらは通常、完全な空のエラストマーと機械的挙動をモデル化するために使用されます。
弾性素材の例
1-天然ゴム
2-スパンデックスまたはライクラ
3-ブチルゴム（PIB）
4-フルオロエラストマー
5-エラストマー
6-エチレンプロピレンゴム（EPR）
7-レシリン
8-スチレンブタジエンゴム（SBR）
9-クロロプレン
10-エラスチン
11-ゴムエピクロロヒドリン
12-ナイロン
ナイロン
13-テルペン
14-イソプレンゴム
15-ポイルブタジエン
16-ニトリルゴム
17-ストレッチビニール
18-熱可塑性エラストマー
19-シリコーンゴム
20-エチレン-プロピレン-ジエンゴム（EPDM）
21-エチルビニルアセテート（EVAまたは発泡ゴム）
22-ハロゲン化ブチルゴム（CIIR、BIIR）
23-ネオプレン
参考文献
- 弾性材料の種類。leaf.tvから回復。
- コーシー弾性素材。wikipedia.orgから回復。
- 弾性材料の例（2017）quora.comから復元。
- 超弾性材料の選択方法（2017）simscale.comから復元
- Hyperlesticマテリアル。wikipedia.orgから回復。