Entendendo a flexibilidade de um material

Muitas aplicações exigiam flexibilidade para manter a forma original. A flexibilidade é a capacidade de um material dobrar elasticamente e então recuperar sua forma original após a aplicação de uma carga. Quando a tensão elástica é aplicada, os materiais flexíveis podem ser esticados reversivelmente. O limite de escoamento, ou tensão máxima que um material pode suportar antes de quebrar ou deformar irreversivelmente, é a característica do material que caracteriza o limite elástico.

Neste artigo, as seguintes questões sobre flexibilidade serão discutidas:

O que é flexibilidade?
Quais são os benefícios dos materiais flexíveis?
Quais são as aplicações dos materiais flexíveis?
Quais são os diferentes tipos de flexibilidade?
Qual é a diferença entre flexibilidade e elasticidade?

O que é flexibilidade?

A flexibilidade é a capacidade de um material de dobrar elasticamente e depois reverter à sua forma inicial quando a tensão é removida. Quando materiais flexíveis sofrem tensão elástica, eles podem ser esticados de forma reversível. O limite de escoamento, ou tensão máxima que um material pode suportar antes de quebrar ou deformar irreversivelmente, é o atributo do material que melhor descreve o limite elástico.

Além da espessura, o grau de flexibilidade dos materiais pode ser avaliado comparando sua resistência ao escoamento com as razões do módulo de elasticidade, que expressam a rigidez e a resistência de um material, respectivamente.

Quais são os benefícios dos materiais flexíveis?

A capacidade de dobrar ou ceder quando a pressão é aplicada ou algo esbarra neles torna a flexibilidade crucial. Isso permite que esses componentes ou instrumentos realizem operações que exigem um toque leve.

Quais são as aplicações dos materiais flexíveis?

Materiais flexíveis são frequentemente usados na impressão 3D para as seguintes aplicações:

Amortecedores
Vedação de juntas
Pinças

Amortecedores

Os “pára-choques”, feitos de materiais flexíveis, podem empurrar vidros ou outros objetos quebráveis para o lado sem quebrá-los. Em sua fábrica de engarrafamento em Sevilha, na Espanha, a Heineken utiliza materiais flexíveis para esse fim.

Juntas de vedação

Todas as empresas que usam ou processam líquidos ou óleos em suas fábricas podem utilizar juntas de vedação feitas de materiais flexíveis, pois podem se adequar ao formato adequado e fornecer um ajuste firme.

Pinças

Algumas empresas usam materiais flexíveis para fazer garras que permitem o manuseio delicado do produto.

Quais são os diferentes tipos de flexibilidade?

Elasticidade e plasticidade são os dois principais tipos de flexibilidade experimentados na vida diária. Embora esses dois tipos de flexibilidade pareçam relativamente semelhantes na superfície, uma vez que você sabe como eles realmente funcionam, você pode dizer que eles são muito diferentes um do outro. Quando reduzidos aos seus componentes mais básicos, os materiais podem ser dobrados em duas categorias e tipos de mudança diferentes.

Elasticidade

A elasticidade descreve a capacidade de um material de mudar de forma em resposta a uma força aplicada e retornar à sua forma inicial após a retirada da força aplicada. A borracha serve como uma ilustração maravilhosa de como isso funciona porque ela retorna à sua forma anterior após ser esticada. A estrutura interna do material pode reverter à sua forma original mesmo enquanto a força faz com que as partículas e os elos que as conectam se deformem.

Plasticidade

Quando uma força é aplicada a um material, ele pode mudar de forma. No entanto, quando a força é removida, o material não retorna à sua forma original; em vez disso, ele precisa de força adicional para voltar à sua posição original. Considere como podemos dobrar e torcer clipes de papel em diferentes formas, e eles manterão essas formas até que os dobremos novamente. Mesmo enquanto a estrutura interna ainda é a de uma única unidade, sofreu alterações permanentes, alguns vínculos internos podem ter sido quebrados, e não será tão simples restaurar seu estado idêntico antes da aplicação da força.

Isso explica por que mesmo materiais flexíveis podem fraturar; se uma quantidade excessiva de força for aplicada, isso pode fazer com que as ligações que mantêm as partículas juntas enfraqueçam até o ponto em que elas se separem completamente, causando a fratura do material. As ligações entre as partículas da treliça metálica são esticadas à medida que dobramos o clipe de papel e, se estiverem sob muita tensão, elas se romperão. Mesmo materiais extremamente elásticos têm um alongamento máximo antes de quebrar.

Um edifício precisa de materiais com uma certa elasticidade para que, se for atingido por algo, possa absorver alguns dos impactos sem quebrar, e plasticidade para garantir que, se o impacto for maior do que o material pode suportar sem dobrar, ele se dobra. mais do que quebrar completamente. É importante que as pessoas entendam o quanto quando estão tentando fazer algo.

Os automóveis modernos são uma boa ilustração de como a plasticidade funciona; eles são construídos com zonas de deformação compostas por materiais que são flexíveis o suficiente para dobrar e amassar durante o contato, absorvendo a força para evitar que a estrutura central, mais rígida, se quebre e machuque gravemente os ocupantes.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre flexibilidade:

Qual é a diferença entre flexibilidade e elasticidade?

Elasticidade e flexibilidade são duas ideias e características distintas. Em contraste com o vidro, que é igualmente elástico, mas duro à temperatura ambiente, as borrachas são principalmente materiais elásticos e flexíveis (dúcteis) (frágeis). A flexibilidade de um material tem mais a ver com tenacidade do que com elasticidade, porque tenacidade é definida como resistência ao carregamento de impacto.

Portanto, o material elástico pode ser extremamente frágil ou extremamente resistente (dúctil). Podemos argumentar que a ductilidade (flexibilidade) está relacionada à quantidade de energia que um material pode absorver durante a deformação, enquanto a elasticidade é a resistência de um material contra a distorção permanente (contra a deformação plástica). O vidro fratura com muito menos força e é muito mais elástico e rígido que a borracha. O vidro é mais durável, enquanto a borracha é menos rígida.

Quando os materiais A e B são comparados, o material A se deforma muito menos do que o material B, que tem um módulo de elasticidade menor. B é mais flexível que A porque se deforma com muito menos força (estresse). Em outras palavras, o material B é mais facilmente deformado, e essa deformação pode ser elástica e reversível ou permanente e irreversível (plástica).

Em resumo

A flexibilidade é a capacidade de um material dobrar elasticamente e então recuperar sua forma original após a aplicação de uma carga. Quando a tensão elástica é aplicada, os materiais flexíveis podem ser esticados reversivelmente. Flexibilidade e elasticidade estão bastante relacionadas, mas as diferenças entre elas ainda podem ser percebidas.

Isso é tudo para este artigo, onde as respostas para as seguintes perguntas são examinadas: