آشنایی با الاستیسیته

«الاستیسیته کامل» (Perfect Elasticity)، معیاری برای تخمین الاستیسیته مواد در دنیای واقعی است. فیبر کوارتز، بیشترین خاصیت الاستیک در میان مواد مختلف را دارد. با این وجود، حتی این ماده یک جسم الاستیک کامل نیست. از این‌رو، ماده کاملاً الاستیک تنها یک تعریف ایدئال در نظر گرفته می‌شود. اکثر مواد دارای الاستیسیته، تنها در صورت ایجاد تغییر شکل‌های بسیار کوچک رفتار کاملاً الاستیک را از خود بروز می‌دهند. در علوم مهندسی، میزان الاستیسیته یک ماده با استفاده از دو نوع پارامتر محاسبه می‌شود:

• «مدول» (Modulus): این نوع پارامتر، میزان نیروی مورد نیاز در واحد سطح برای رسیدن به یک تغییر شکل مشخص را تعیین می‌کند. واحد اندازه‌گیری مدول پاسکال (Pa) است. معمولاً در مدول بالاتر، تغییر شکل ماده دشوارتر می‌شود.
• «حد الاستیک» (Elastic Limit): این پارامتر، بیانگر حداکثر تنشی است که ماده می‌تواند پیش از شروع تغییر شکل دائمی تحمل کند. مقدار حد الاستیک نیز با واحد پاسکال (Pa) بیان می‌شود.

برای مقایسه نسبی دو ماده از نظر الاستیسیته، باید هر دو پارامتر مدول و حد الاستیک را در نظر گرفت. مواد لاستیکی معمولاً دارای مدولی با مقادیر پایین هستند و همچنین تمایل زیادی به کشیده شدن دارند. این موضوع، بالا بودن حد الاستیک این مواد را نشان می‌دهد. الاستیسیته مواد لاستیکی از فلزات بالاتر است. فلزات دارای مدول بالا و حد الاستیک پایین هستند. از بین دو ماده لاستیکی با حد الاستیک برابر، به نظر می‌رسد که ماده‌ای با مدول کمتر، خاصیت الاستیسیته بیشتری خواهد داشت اما این‌گونه نیست.

مفهوم الاستیسیته کاربرد گسترده‌ای در طراحی و تحلیل سازه‌هایی نظیر تیرها، صفحات، ورق‌ها و کامپوزیت‌های ساندویچی دارد. این تئوری مبنای بسیاری از مباحث حوزه مکانیک شکست است. علاوه بر این، خاصیت هایپر الاستیسیته نیز به منظور ارزیابی واکنش مواد الاستومری مانند درزبندها و مواد بیولوژیکی مانند بافت‌های نرم و غشاهای سلولی مورد استفاده قرار می‌گیرد.