Die Flexibilität eines Materials verstehen

Viele Anwendungen erforderten Flexibilität, um die ursprüngliche Form beibehalten zu können. Flexibilität ist die Fähigkeit eines Materials, sich elastisch zu biegen und nach dem Aufbringen einer Last seine ursprüngliche Form wieder herzustellen. Bei elastischer Dehnung können flexible Materialien reversibel gedehnt werden. Die Streckgrenze oder maximale Spannung, der ein Material standhalten kann, bevor es bricht oder sich irreversibel verformt, ist die Materialeigenschaft, die die Elastizitätsgrenze charakterisiert.

In diesem Artikel werden die folgenden Fragen zur Flexibilität diskutiert:

• Was ist Flexibilität?
• Was sind die Vorteile flexibler Materialien?
• Was sind die Anwendungen von flexiblen Materialien?
• Was sind die verschiedenen Arten von Flexibilität?
• Was ist der Unterschied zwischen Flexibilität und Elastizität?

Was ist Flexibilität?

Flexibilität ist die Fähigkeit eines Materials, sich elastisch zu biegen und dann in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, wenn die Spannung entfernt wird. Wenn flexible Materialien elastisch belastet werden, können sie reversibel gedehnt werden. Die Streckgrenze oder maximale Spannung, die ein Material aushalten kann, bevor es bricht oder sich irreversibel verformt, ist das Attribut des Materials, das die Elastizitätsgrenze am besten beschreibt.

Über die Dicke hinaus kann der Grad der Flexibilität von Materialien bewertet werden, indem man ihre Streckgrenze mit dem Verhältnis des Elastizitätsmoduls vergleicht, das die Steifigkeit bzw. Festigkeit eines Materials ausdrückt.

Was sind die Vorteile flexibler Materialien?

Die Fähigkeit, sich zu biegen oder nachzugeben, wenn Druck ausgeübt wird oder etwas dagegen stößt, macht Flexibilität entscheidend. Dadurch können diese Komponenten oder Instrumente Vorgänge ausführen, die eine leichte Berührung erfordern.

Was sind die Anwendungen von flexiblen Materialien?

Flexible Materialien werden im 3D-Druck häufig für die folgenden Anwendungen verwendet:

• Dämpfer
• Fugen abdichten
• Greifer

Dämpfer

„Stoßfänger“, die aus flexiblen Materialien bestehen, können Glas oder andere zerbrechliche Gegenstände zur Seite schieben, ohne sie tatsächlich zu zerbrechen. In seinem Abfüllwerk in Sevilla, Spanien, verwendet Heineken zu diesem Zweck flexible Materialien.

Fugen abdichten

Alle Unternehmen, die Flüssigkeiten oder Öle in ihren Fabriken verwenden oder verarbeiten, können Dichtungsverbindungen aus flexiblen Materialien verwenden, da sie sich der richtigen Form anpassen und einen festen Sitz bieten.

Greifer

Einige Unternehmen verwenden flexible Materialien, um Greifer herzustellen, die eine empfindliche Produkthandhabung ermöglichen.

Was sind die verschiedenen Arten von Flexibilität?

Elastizität und Plastizität sind die beiden wichtigsten Arten von Flexibilität, die im täglichen Leben erfahren werden. Obwohl diese beiden Arten von Flexibilität auf den ersten Blick relativ ähnlich zu sein scheinen, können Sie feststellen, dass sie sich sehr voneinander unterscheiden, sobald Sie wissen, wie sie tatsächlich funktionieren. Wenn Materialien auf ihre grundlegendsten Bestandteile reduziert werden, können sie in zwei verschiedene Kategorien und Arten von Veränderungen gebogen werden.

Elastizität

Elastizität beschreibt die Fähigkeit eines Materials, seine Form als Reaktion auf eine ausgeübte Kraft zu ändern und in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, nachdem die ausgeübte Kraft zurückgenommen wurde. Gummi dient als wunderbares Beispiel dafür, wie dies funktioniert, da es nach dem Dehnen in seine vorherige Form zurückkehrt. Die innere Struktur des Materials kann in seine ursprüngliche Form zurückkehren, selbst wenn die Kraft bewirkt, dass sich die Partikel und die Verbindungen, die sie verbinden, verformen.

Plastizität

Wenn auf ein Material eine Kraft ausgeübt wird, kann es seine Form ändern. Wenn die Kraft jedoch entfernt wird, kehrt das Material nicht in seine ursprüngliche Form zurück; Stattdessen benötigt es zusätzliche Kraft, um sich wieder in seine ursprüngliche Position zu biegen. Überlegen Sie, wie wir Büroklammern in verschiedene Formen biegen und drehen können, und sie werden diese Formen beibehalten, bis wir sie erneut biegen. Auch wenn die interne Struktur immer noch die einer einzelnen Einheit ist, hat sie sich permanent verändert, einige interne Bindungen wurden möglicherweise gebrochen, und es wird nicht so einfach sein, den identischen Zustand vor der Anwendung von Gewalt wiederherzustellen.

Dies erklärt, warum selbst flexible Materialien brechen können; Wenn zu viel Kraft ausgeübt wird, kann dies dazu führen, dass die Bindungen, die die Partikel zusammenhalten, bis zu dem Punkt geschwächt werden, an dem sie sich vollständig trennen, wodurch das Material bricht. Die Bindungen zwischen den Metallgitterpartikeln werden beim Biegen der Büroklammer gedehnt und brechen bei zu starker Spannung. Selbst extrem elastische Materialien haben eine maximale Dehnung, bevor sie brechen.

Ein Gebäude benötigt Materialien mit einer gewissen Elastizität, damit es einen Teil der Stöße absorbieren kann, wenn es von etwas getroffen wird, ohne zu brechen, und Plastizität, um sicherzustellen, dass es sich verbiegt, wenn der Aufprall größer ist als das, was das Material ohne Biegung aushalten kann mehr als komplett kaputt. Es ist wichtig, dass die Menschen verstehen, wie sehr dies der Fall ist, wenn sie versuchen, etwas zu machen.

Moderne Automobile sind ein gutes Beispiel dafür, wie Plastizität funktioniert; Sie sind mit Knautschzonen ausgestattet, die aus Materialien bestehen, die flexibel genug sind, um sich bei Kontakt zu biegen und zu knittern, und die die Kraft absorbieren, um zu verhindern, dass die mittlere, starrere Struktur bricht und die Insassen schwer verletzt.

Sehen Sie sich das folgende Video an, um mehr über Flexibilität zu erfahren:

Was ist der Unterschied zwischen Flexibilität und Elastizität?

Elastizität und Flexibilität sind zwei unterschiedliche Ideen und Eigenschaften. Im Gegensatz zu Glas, das bei Raumtemperatur ebenfalls elastisch, aber hart ist, sind Gummis in erster Linie elastische und flexible (dehnbare) Materialien (spröde). Die Flexibilität eines Materials hat mehr mit Zähigkeit zu tun als mit Elastizität, da Zähigkeit als Widerstandsfähigkeit gegen Stoßbelastung definiert ist.

Daher kann elastisches Material extrem spröde oder extrem zäh (dehnbar) sein. Man könnte argumentieren, dass Duktilität (Flexibilität) mit der Energiemenge zusammenhängt, die ein Material während der Verformung aufnehmen kann, während Elastizität der Widerstand eines Materials gegen dauerhafte Verformung (gegen plastische Verformung) ist. Glas bricht mit viel weniger Kraft und ist viel elastischer und steifer als Gummi. Glas ist haltbarer, während Gummi weniger steif ist.

Wenn die Materialien A und B verglichen werden, verformt sich Material A weit weniger als Material B, das einen kleineren Elastizitätsmodul hat. B ist flexibler als A, weil es sich mit viel weniger Kraft (Spannung) verformt. Mit anderen Worten, Material B verformt sich leichter, und diese Verformung kann elastisch und reversibel oder dauerhaft und irreversibel (plastisch) sein.

Zusammenfassung

Flexibilität ist die Fähigkeit eines Materials, sich elastisch zu biegen und nach dem Aufbringen einer Last seine ursprüngliche Form wieder herzustellen. Bei elastischer Dehnung können flexible Materialien reversibel gedehnt werden. Flexibilität und Elastizität sind ziemlich verwandt, aber Unterschiede zwischen ihnen können immer noch wahrgenommen werden.

Das ist alles für diesen Artikel, in dem die Antworten auf die folgenden Fragen untersucht werden:

• Was ist Flexibilität?
• Was sind die Vorteile von flexiblen Materialien?
• Was sind die Anwendungen von flexiblen Materialien?
• Was sind die verschiedenen Arten von Flexibilität?
• Was ist der Unterschied zwischen Flexibilität und Elastizität?

Ich hoffe, Sie lernen viel aus der Lektüre, wenn ja, teilen Sie sie bitte mit anderen. Danke fürs Lesen, bis bald!