Les matériaux élastiques sont les matériaux qui ont la capacité de résister à une influence ou à une force de distorsion ou de déformation, puis à reprendre leur forme et leur taille d'origine lorsque la même force est retirée.
L'élasticité linéaire est largement utilisée dans la conception et l'analyse de structures telles que les poutres, les plaques et les feuilles. Les matériaux élastiques ont une grande importance pour la société, car beaucoup d'entre eux sont utilisés pour fabriquer des vêtements, des pneus, des pièces automobiles, etc..
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Lorsqu'un matériau élastique est déformé par une force externe, il subit une résistance interne à la déformation et le ramène à son état d'origine si la force externe n'est plus appliquée..
Dans une certaine mesure, la plupart des matériaux solides présentent un comportement élastique, mais il y a une limite à l'amplitude de la force et à la déformation associée dans cette reprise élastique..
Un matériau est considéré comme élastique s'il peut être étiré jusqu'à 300% de sa longueur d'origine. Pour cette raison, il existe une limite élastique, qui est la plus grande force ou tension par unité de surface d'un matériau solide qui peut résister à une déformation permanente..
Pour ces matériaux, la limite d'élasticité marque la fin de leur comportement élastique et le début de leur comportement plastique. Pour les matériaux plus faibles, une contrainte ou une déformation sur leur limite d'élasticité entraîne leur rupture..
La limite d'élasticité dépend du type de solide considéré. Par exemple, une barre métallique peut être allongée élastiquement jusqu'à 1% de sa longueur d'origine..
Cependant, les fragments de certains matériaux caoutchouteux peuvent subir des extensions allant jusqu'à 1000%. Les propriétés élastiques de la plupart des solides d'intention ont tendance à se situer entre ces deux extrêmes..
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En physique, un matériau élastique de Cauchy est un matériau dans lequel la contrainte / tension de chaque point n'est déterminée que par l'état actuel de déformation par rapport à une configuration de référence arbitraire. Ce type de matériau est également appelé matériau élastique simple..
Sur la base de cette définition, la contrainte dans un matériau élastique simple ne dépend pas du chemin de déformation, de l'historique de la déformation ou du temps nécessaire pour réaliser cette déformation..
Cette définition implique également que les équations constitutives sont spatialement locales. Cela signifie que la contrainte n'est affectée que par l'état des déformations dans un voisinage proche du point en question..
Cela implique également que la force d'un corps (comme la gravité) et les forces d'inertie ne peuvent pas affecter les propriétés du matériau..
Les matériaux élastiques simples sont des abstractions mathématiques, et aucun matériau réel ne correspond parfaitement à cette définition..
Cependant, de nombreux matériaux élastiques d'intérêt pratique, tels que le fer, le plastique, le bois et le béton, peuvent être considérés comme de simples matériaux élastiques à des fins d'analyse des contraintes..
Bien que la contrainte des matériaux élastiques simples ne dépende que de l'état de déformation, le travail effectué par contrainte / contrainte peut dépendre du chemin de déformation.
Par conséquent, un matériau élastique simple a une structure non conservatrice et la contrainte ne peut pas être dérivée d'une fonction de potentiel élastique mise à l'échelle. En ce sens, les matériaux conservateurs sont appelés hyperélastiques..
Ces matériaux élastiques sont ceux qui ont une équation constitutive indépendante des mesures de contraintes finies sauf dans le cas linéaire.
Les modèles de matériaux hypoélastiques sont différents des modèles de matériaux hyperélastiques ou de matériaux élastiques simples car, sauf circonstances particulières, ils ne peuvent pas être dérivés d'une fonction de densité d'énergie de déformation (FDED).
Un matériau hypoélastique peut être rigoureusement défini comme un matériau modélisé à l'aide d'une équation constitutive qui satisfait à ces deux critères:
A titre de cas particulier, ce critère comprend un matériau élastique simple, dans lequel la contrainte actuelle ne dépend que de la configuration actuelle plutôt que de l'historique des configurations passées..
Ces matériaux sont également appelés matériaux élastiques de Green. Il s'agit d'un type d'équation constitutive pour les matériaux idéalement élastiques pour lesquels la relation entre les contraintes est dérivée d'une fonction de densité d'énergie de déformation. Ces matériaux sont un cas particulier des matériaux élastiques simples.
Pour de nombreux matériaux, les modèles linéaires élastiques ne décrivent pas correctement le comportement observé du matériau..
L'exemple le plus courant de cette classe de matériau est le caoutchouc, dont la relation contrainte-tension peut être définie comme non linéaire, élastique, isotrope, incompréhensible et généralement indépendante de son rapport de contrainte..
L'hyperélasticité permet de modéliser le comportement contrainte-tension de ces matériaux..
Le comportement des élastomères vides et vulcanisés constitue souvent l'idéal hyperélastique. Les élastomères chargés, les mousses polymères et les tissus biologiques sont également modélisés avec une idéalisation hyperélastique à l'esprit..
Les modèles de matériaux hyperélastiques sont régulièrement utilisés pour représenter le comportement à haute déformation des matériaux..
Ils sont généralement utilisés pour modéliser l'élastomère plein et vide et le comportement mécanique.
1- Caoutchouc naturel
2- Spandex ou lycra
3- Caoutchouc butyle (PIB)
4- Fluoroélastomère
5- Élastomères
6- Caoutchouc éthylène-propylène (EPR)
7- Résiline
8- Caoutchouc styrène-butadiène (SBR)
9- Chloroprène
10- Élastine
11- Epichlorhydrine de caoutchouc
12- Nylon
13- Terpène
14- Caoutchouc isoprène
15- Poilbutadiène
16- Caoutchouc nitrile
17- Vinyle extensible
18- Élastomère thermoplastique
19- Caoutchouc de silicone
20- Caoutchouc éthylène-propylène-diène (EPDM)
21- Acétate d'éthylvinyle (EVA ou caoutchouc mousse)
22- Caoutchoucs butyl halogénés (CIIR, BIIR)
23- Néoprène
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