Diferența dintre izotrop și ortotrop

Diferența principală - izotropă vs. ortotropă

Toate materialele au proprietăți chimice și fizice. Proprietățile fizice pot fi fie proprietăți mecanice, fie proprietăți termice. Materialele pot fi clasificate ca izotropice, anizotrope sau ortotrope pe baza valorilor măsurate pentru proprietățile mecanice și termice. Principala diferență între izotrop și ortotrop este aceea înseamnă izotropic având proprietăți mecanice și termice uniforme în orice direcție, în timp ce mijloacele ortotropice nu au proprietăți mecanice și termice uniforme în toate direcțiile.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este izotropic
     - Definiție, proprietăți, exemple
2. Ce este Orthotropic
     - Definiție, proprietăți, exemple 
3. Care este diferența dintre izotrop și ortotrop
      - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: Anisotropic, axe de simetrie, sticlă, izotropă, material, metal, ortotrop, transversal izotrop

Ce este izotropic

Izotropic se referă la o substanță specială care are proprietăți mecanice și termice uniforme în toate direcțiile. Cu alte cuvinte, materialele izotropice au aceleași valori pentru proprietățile termice și mecanice în toate direcțiile. Materialele izotropice au un număr infinit de planuri de simetrie.

Un material devine izotrop când există un grad ridicat de legare chimică. De exemplu, sticla și metalele sunt materiale izotropice. Într-un metal, există mulți atomi care împart electronii în direcții diferite, iar legarea chimică este nedirecțională. Prin urmare, proprietățile mecanice și termice sunt similare în toate direcțiile. Acest lucru face ca este izotrop.

Figura 1: Sticla este un material izotrop

Un amestec de gaze este izotrop. Acest lucru se datorează faptului că, dacă se aplică căldură la acel amestec de gaze, căldura se va răspândi peste tot în acel gaz și temperatura amestecului de gaze ar fi aceeași la fiecare punct al acelui amestec.

Materialul izotropic poate fi omogen sau neomogen. De exemplu, sticla (în imaginea de mai sus) și oțelul sunt materiale neomogene, dar sunt izotropice. Atunci când se aplică o presiune uniformă asupra oțelului, fiecare punct se va deforma în cantități egale.

Cateva exemple

• Densitate
• Amortizare
• Rezistența la randament
• Modul de elasticitate

Ce este Orthotropic

Ortotropic se referă la faptul că nu are proprietăți mecanice și termice uniforme în toate direcțiile. Materialele ortotropice au valori diferite pentru aceeași proprietate atunci când sunt măsurate în direcții diferite. Dacă un material este ortotrop, atunci are proprietăți mecanice și termice care sunt unice și independente de acea direcție.

Acest termen este definit pentru cele trei direcții principale care sunt folosite pentru a da dimensiunile unui material. Acestea sunt perpendiculare între ele, ex. Direcții longitudinale, radiale și tangențiale. Prin urmare, materialele ortotropice au trei axe de simetrie.

Figura 2: Trei axe de simetrie pentru un jurnal de lemn

Materialele ortotropice prezintă valori pentru proprietăți într-un anumit punct al unui obiect, și nu în întregul obiect. Dar dacă obiectul este omogen, valorile măsurate pot fi aceleași. Materialele izotropice transversale sunt materiale ortotropice care au o singură axă de simetrie.

Diferența dintre izotrop și ortotrop

Definiție

izotropă: Izotropic se referă la o substanță specială care are proprietăți mecanice și termice uniforme în toate direcțiile.

ortotropic:  Ortotropic se referă la faptul că nu are proprietăți mecanice și termice uniforme în toate direcțiile.

Axele de simetrie

izotropă: Materialele izotropice au un număr infinit de planuri de simetrie.

ortotropic:  Materialele ortotropice au trei axe de simetrie.

Exemple

izotropă: Proprietățile izotropice pot fi observate în metal, sticlă etc..

ortotropic: Proprietățile ortotropice pot fi observate în lemn, unele cristale, materiale laminate etc..

Concluzie

Materialele pot fi numite fie izotropice sau orotropice pe baza valorilor măsurate pentru proprietățile lor fizice. Principala diferență între izotrop și ortotrop este că mijloacele izotropice au proprietăți fizice uniforme în orice direcție, în timp ce ortotropul înseamnă că nu au proprietăți fizice uniforme în toate direcțiile.

Referințe:

1. "Izotropia: Definiție și materiale" Study.com, disponibil aici.
2. "Materiale izotropice și ortotropice". 2012 Materiale de ajutor SOLIDWORKS - Materiale izotrope și ortotrope, disponibile aici.
3. "Material ortotrop". Wikipedia, Fundația Wikimedia, 26 august 2017, disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "1476905" (Domeniul Public) prin Pixabay
2. "Creșterea lemnului bolnav" (CC BY 2.5) prin Wikimedia Commons