Shopify

uutiset

IMG_20220627_104910

Lasi on kova ja hauras materiaali. Kuitenkin, kunhan se sulatetaan korkeassa lämpötilassa ja sitten vedetään nopeasti pienten reikien läpi erittäin hienoiksi lasikuiduiksi, materiaali on erittäin joustavaa. Sama pätee lasiin, miksi tavallinen lohkolasi on kovaa ja haurasta, kun taas lasikuitu on joustavaa ja taipuisaa? Tämä on itse asiassa hyvin selitetty geometrisilla periaatteilla.

Kuvittele, että taivutat keppiä (olettaen, ettei se murru), jolloin kepin eri osat muuttavat muotoaan vaihtelevassa määrin. Tarkemmin sanottuna ulkopinta venyy, sisäpinta puristuu ja akselin koko pysyy lähes muuttumattomana. Kun taivutat kepin samaan kulmaan, mitä ohuempi se on, sitä vähemmän ulkopinta venyy ja sisäpinta puristuu. Toisin sanoen, mitä ohuempi se on, sitä pienempi on paikallisen veto- tai puristusmuodonmuutoksen aste samalla taivutusasteella. Mikä tahansa materiaali voi läpikäydä tietynasteisen jatkuvan muodonmuutoksen, jopa lasi, mutta hauraat materiaalit kestävät vähemmän maksimaalista muodonmuutosta kuin sitkeät materiaalit. Kun lasikuitu on riittävän ohut, paikallisen veto- tai puristusmuodonmuutoksen aste on hyvin pieni, vaikka taivutusta tapahtuisi paljon, mikä on materiaalin kantavuusalueella, joten se ei murru.

Voidaan nähdä, että materiaalien sitkeys ja hauraus eivät ole absoluuttisia tekijöitä. Materiaalin suorituskyky ei liity ainoastaan sen omaan sisäiseen koostumukseen ja rakenteeseen, vaan myös sen mittakaavaan. Lisäksi se liittyy myös tekijöihin, kuten voiman kulkutapaan. Esimerkiksi monet materiaalit käyttäytyvät nesteinä hyvin hitaiden ulkoisten vaikutusten alaisena ja jäykkien kappaleiden tavoin nopeiden ulkoisten vaikutusten alaisena. Siksi myös tietty käyttö tai vaikutusskenaariot on otettava huomioon materiaalien ominaisuuksia analysoitaessa.

Julkaisun aika: 04.07.2022