BAHAN ELASTIS: JENIS, CIRI DAN CONTOH - KIMIA - 2025

Bahan elastis adalah bahan yang memiliki kemampuan untuk menahan pengaruh atau gaya distorsi atau deformasi, dan kemudian kembali ke bentuk dan ukuran aslinya ketika gaya yang sama dihilangkan.

Elastisitas linier banyak digunakan dalam desain dan analisis struktur seperti balok, pelat, dan lembaran. Bahan elastis sangat penting bagi masyarakat, karena banyak di antaranya digunakan untuk membuat pakaian, ban, suku cadang otomotif, dll.

Karakteristik bahan elastis

Ketika bahan elastis dideformasi oleh gaya eksternal, ia mengalami hambatan internal terhadap deformasi dan mengembalikannya ke keadaan semula jika gaya eksternal tidak lagi diterapkan.

Sampai batas tertentu, sebagian besar bahan padat menunjukkan sifat elastis, tetapi ada batasan besarnya gaya dan deformasi yang menyertai dalam pemulihan elastis ini.

Suatu bahan dianggap elastis jika dapat diregangkan hingga 300% dari panjang aslinya. Oleh karena itu, ada batas elastis, yaitu gaya atau tegangan terbesar per satuan luas material padat yang dapat ditahannya saat terjadi deformasi permanen.

Untuk bahan-bahan ini, titik leleh menandai akhir perilaku elastis dan awal perilaku plastisnya. Untuk material yang lebih lemah, tekanan pada titik lelehnya menyebabkan keretakan.

Batas elastisitas tergantung pada jenis padatan yang dipertimbangkan. Misalnya, batang logam dapat diperpanjang secara elastis hingga 1% dari panjang aslinya.

Akan tetapi, fragmen bahan karet tertentu dapat mengalami perluasan hingga 1000%. Sifat elastis dari sebagian besar benda padat cenderung berada di antara dua ekstrem ini.

Anda mungkin tertarik dalam Bagaimana Bahan Elastis Disintesis?

Jenis bahan elastis

Model bahan elastis tipe Cauchy

Dalam fisika, bahan elastis Cauchy adalah bahan yang tegangan / tegangan tiap titiknya hanya ditentukan oleh keadaan deformasi saat ini sehubungan dengan konfigurasi referensi yang berubah-ubah. Jenis bahan ini disebut juga bahan elastis sederhana.

Berdasarkan definisi ini, tegangan pada bahan elastis sederhana tidak bergantung pada jalur regangan, riwayat regangan, atau waktu yang diperlukan untuk mencapai regangan tersebut.

Definisi ini juga menyiratkan bahwa persamaan konstitutif bersifat spasial lokal. Ini berarti bahwa stres hanya dipengaruhi oleh keadaan deformasi di lingkungan yang dekat dengan titik tersebut.

Ini juga menyiratkan bahwa gaya benda (seperti gravitasi) dan gaya inersia tidak dapat mempengaruhi sifat-sifat material.

Bahan elastis sederhana adalah abstraksi matematis, dan tidak ada bahan nyata yang cocok dengan definisi ini dengan sempurna.

Akan tetapi, banyak bahan elastis yang praktis, seperti besi, plastik, kayu, dan beton, dapat dianggap sebagai bahan elastis sederhana untuk keperluan analisis tegangan.

Meskipun tegangan bahan elastis sederhana hanya bergantung pada keadaan deformasi, pekerjaan yang dilakukan oleh tegangan / tegangan dapat bergantung pada jalur deformasi.

Oleh karena itu, bahan elastis sederhana memiliki struktur non-konservatif dan tegangan tidak dapat diturunkan dari fungsi potensial elastis berskala. Dalam pengertian ini, bahan yang konservatif disebut hiperelastik.

Bahan hypoelastic

Bahan elastis ini adalah bahan yang memiliki persamaan konstitutif yang tidak bergantung pada pengukuran tegangan hingga kecuali dalam kasus linier.

Model bahan hipoelastik berbeda dengan model bahan hiperelastik atau model bahan elastis sederhana, kecuali dalam keadaan tertentu, model tersebut tidak dapat diturunkan dari fungsi kepadatan energi deformasi (FDED).

Bahan hipoelastik dapat didefinisikan secara ketat sebagai bahan yang dimodelkan menggunakan persamaan konstitutif yang memenuhi dua kriteria berikut:

• Tensor tegangan ō pada waktu t hanya bergantung pada urutan di mana benda telah menempati konfigurasi sebelumnya, tetapi tidak pada periode di mana konfigurasi sebelumnya dilintasi.

Sebagai kasus khusus, kriteria ini mencakup bahan elastis sederhana, di mana tegangan arus hanya bergantung pada konfigurasi saat ini dan bukan pada riwayat konfigurasi sebelumnya.

• Terdapat fungsi tensor dengan nilai G sehingga ō = G ( ō , L ) di mana ō adalah rentang tensor tegangan material dan L adalah tensor gradien kecepatan ruang.

Bahan hiperelastik

Bahan-bahan ini juga disebut bahan elastis Green. Mereka adalah jenis persamaan konstitutif untuk bahan elastis yang idealnya hubungan antara tegangan diturunkan dari fungsi kerapatan energi regangan. Bahan-bahan ini adalah wadah khusus dari bahan elastis sederhana.

Untuk banyak material, model elastis linier tidak menggambarkan dengan tepat perilaku material yang diamati.

Contoh paling umum dari kelas material ini adalah karet, yang hubungan tegangan-tegangannya dapat didefinisikan sebagai non-linier, elastis, isotropik, tidak dapat dipahami, dan umumnya tidak bergantung pada rasio tegangannya.

Hiperelastisitas menyediakan cara untuk memodelkan perilaku tegangan-tegangan material tersebut.

Perilaku elastomer kosong dan divulkanisasi sering kali sesuai dengan ideal hiperelastik. Elastomer yang diisi, busa polimer, dan jaringan biologis juga dimodelkan dengan idealisasi hiperelastik.

Model material hiperelastik secara teratur digunakan untuk merepresentasikan perilaku regangan tinggi pada material.

Mereka biasanya digunakan untuk memodelkan elastomer penuh dan kosong serta perilaku mekanis.

Contoh bahan elastis

1- Karet alam

2- Spandex atau lycra

3- Karet butil (PIB)

4- Fluoroelastomer

5- Elastomer

6- Karet etilen-propilena (EPR)

7- Resilin

8- Karet stirena-butadiena (SBR)

9- Kloroprena

10- Elastin

11- Epiklorohidrin karet

12- Nilon

Nilon

13- Terpene

14- Karet isoprena

15- Poilbutadiene

16- Karet nitril

17- Peregangan vinil

18- Elastomer termoplastik

19- Karet silikon

20- Karet etilen-propilena-diena (EPDM)

21- Ethylvinylacetate (EVA atau karet berbusa)

22- Karet butil halogen (CIIR, BIIR)

23- Neoprena

Referensi

1. Jenis bahan elastis. Dipulihkan dari leaf.tv.
2. Bahan elastis yang cerdik. Dipulihkan dari wikipedia.org.
3. Contoh bahan elastis (2017) Dipulihkan dari quora.com.
4. Cara memilih bahan hyperelastic (2017) Dipulihkan dari simscale.com
5. Bahan hyperlestic. Dipulihkan dari wikipedia.org.