素材の柔軟性を理解する

多くのアプリケーションでは、元の形状を維持できるようにするために柔軟性が必要でした。柔軟性とは、材料が弾性的に曲がり、負荷がかかった後に元の形状に戻る能力です。弾性ひずみが加えられると、柔軟な材料は可逆的に伸びることができます。降伏強さ、または材料が壊れたり不可逆的に変形する前に耐えることができる最大応力は、弾性限界を特徴付ける材料特性です。

この記事では、柔軟性に関する次の質問について説明します。

• 柔軟性とは?
• 柔軟な素材の利点は何ですか?
• 柔軟な素材の用途は何ですか?
• 柔軟性にはどのような種類がありますか?
• 柔軟性と弾力性の違いは何ですか?

柔軟性とは?

柔軟性とは、材料が弾性的に曲がり、応力が除去されると元の形状に戻る能力です。柔軟な素材に弾性ひずみが生じると、可逆的に引き伸ばされます。降伏強さ、または材料が破壊または不可逆的に変形する前に耐えることができる最大応力は、弾性限界を最もよく表す材料の属性です。

厚さを超えて、材料の柔軟性の程度は、材料の剛性と強度をそれぞれ表す弾性係数比と降伏強度を比較することで評価できます。

柔軟な素材の利点は何ですか?

圧力がかかったり、何かがぶつかったりしたときに曲がったり、道を譲ったりする能力は、柔軟性を重要にします。これにより、これらのコンポーネントまたは機器は、軽いタッチを必要とする操作を実行できます。

柔軟な素材の用途は?

柔軟な材料は、次の用途の 3D プリントで頻繁に使用されます:

• ダンパー
• シーリングジョイント
• グリッパー

ダンパー

柔軟な素材で作られた「バンパー」は、ガラスやその他の壊れやすい物体を、実際には壊さずに横に押すことができます。スペインのセビリアにあるボトリング工場では、ハイネケンはこの目的のために柔軟な素材を使用しています。

シーリングジョイント

工場で液体や油を使用または処理するすべての企業は、適切な形状に適合し、ぴったりとフィットするため、柔軟な素材で作られたシーリング ジョイントを利用できます。

グリッパー

一部の企業では、デリケートな製品の取り扱いを可能にするグリッパーを作るために柔軟な素材を使用しています。

柔軟性にはどのような種類がありますか?

弾性と可塑性は、日常生活で経験する 2 つの主要な柔軟性です。この 2 種類の柔軟性は、表面上は比較的似ているように見えますが、実際にどのように機能するかを理解すると、互いに大きく異なることがわかります。最も基本的なコンポーネントに還元すると、材料は 2 つの異なるカテゴリと変化のタイプに曲げることができます。

弾力性

弾性とは、加えられた力に応じて形状を変化させ、加えられた力を取り除いた後に元の形状に戻る材料の能力を表します。ゴムは、引き伸ばされた後に元の形状に戻るため、これがどのように機能するかの素晴らしい例として役立ちます.力が粒子とそれらを接続するリンクを変形させても、材料の内部構造は元の形に戻ることができます.

可塑性

物体に力を加えると変形することがあります。ただし、力が取り除かれると、材料は元の形状に戻りません。代わりに、元の位置に戻るには追加の力が必要です。ペーパークリップを曲げたりねじったりしてさまざまな形にする方法を考えてみてください。再び曲げるまで、これらの形状は維持されます。内部構造はまだ単一のユニットの構造ですが、恒久的な変更を受けており、内部の結合が壊れている可能性があり、力を加える前と同じ状態に戻すのはそれほど簡単ではありません.

これは、柔軟な材料でさえ壊れる可能性がある理由を説明しています。過度の力が加えられると、粒子を一緒に保持している結合が弱まり、粒子が完全に分離して、材料が破損する可能性があります。クリップを曲げると、金属格子粒子間の結合が引き伸ばされ、張力がかかりすぎると、結合が切れます。非常に伸縮性のある素材でも、壊れる前に最大の伸びがあります。

建物には、何かが当たった場合に壊れずにある程度の衝撃を吸収できるように、ある程度の弾力性を備えた材料が必要です。また、衝撃が材料が曲がらずに耐えることができるよりも大きい場合、材料が曲がることを保証するための可塑性が必要です。完全に壊れるだけではありません。人々が何かを作ろうとするとき、それがどの程度なのかを理解することは重要です.

現代の自動車は、可塑性がどのように機能するかをよく表しています。それらは、接触中に曲がったりしわくちゃになるのに十分な柔軟性のある素材で構成されるくしゃくしゃゾーンで構築されており、力を吸収して中央のより剛性の高い構造が壊れたり、居住者に重傷を負ったりするのを防ぎます.

柔軟性の詳細については、以下のビデオをご覧ください:

柔軟性と弾力性の違いは何ですか?

弾力性と柔軟性は、2 つの異なる概念と特徴です。同様に弾力性がありますが室温では硬いガラスとは対照的に、ゴムは主に弾力性と柔軟性のある (延性) 材料 (脆性) です。靭性は衝撃荷重に対する抵抗力として定義されるため、材料の柔軟性は弾力性よりも靭性と関係があります。

したがって、弾性材料は非常に脆く、または非常に強靭 (延性) になる可能性があります。延性 (柔軟性) は変形中に材料が吸収できるエネルギーの量に関連しているのに対し、弾性は永久歪み (塑性変形に対する) に対する材料の抵抗であると主張するかもしれません。ガラスははるかに少ない力で破砕し、ゴムよりもはるかに弾力性と剛性があります。ガラスは耐久性に優れていますが、ゴムは剛性が低くなっています。

材料 A と B を比較すると、材料 A は、弾性係数が小さい材料 B よりもはるかに変形が少なくなります。 B は、はるかに少ない力 (応力) で変形するため、A よりも柔軟です。言い換えると、材料 B はより容易に変形し、この変形は弾性で可逆的であるか、永久的で不可逆的 (プラスチック) である可能性があります。

まとめ

柔軟性とは、材料が弾性的に曲がり、負荷がかかった後に元の形状に戻る能力です。弾性ひずみが加えられると、柔軟な材料は可逆的に伸びることができます。柔軟性と弾力性はかなり関連していますが、両者の違いは依然として認識できます。

以下の質問に対する回答を検討するこの記事は以上です。

• 柔軟性とは?
• 柔軟な素材の利点は何ですか?
• 柔軟な素材の用途は何ですか?
• 柔軟性にはどのような種類がありますか?
• 柔軟性と弾力性の違いは何ですか?

読書から多くのことを学べることを願っています。もしそうなら、親切に他の人と共有してください。読んでくれてありがとう。また会いましょう!