Hauptunterschied – isotrop vs. orthotrop
In der Materialwissenschaft beziehen sich sowohl die Begriffe „isotrop“als auch „orthotrop“auf mechanische und thermische Eigenschaften entlang der drei Richtungen, aber es gibt einen deutlichen Unterschied zwischen diesen beiden Begriffen. Der Hauptunterschied zwischen isotropen und orthotropen Materialien besteht darin, dass isotrop bedeutet, dass sie in allen Richtungen denselben Wert für mechanische und thermische Eigenschaften haben, und orthotrop bedeutet, dass sie nicht in allen Richtungen denselben Wert haben.
Was sind isotrope Materialien?
Die Bedeutung von „Isotropie“ist in alle Richtungen einheitlich; Dieser Begriff leitet sich von den beiden griechischen Wörtern „isos“(gleich) und „tropos“(Weg) ab. Dieser Begriff wird in vielen Bereichen verwendet, und seine Bedeutung ändert sich je nach Fachgebiet leicht. Die mechanischen Eigenschaften isotroper Materialien sind richtungsunabhängig; mit anderen Worten, sie besitzen in allen Richtungen identische Werte. Glas und Metalle sind zwei Beispiele für isotrope Materialien.
Die mikroskopische Struktur isotroper Materialien kann homogen oder inhomogen sein; Stahl ist isotrop, aber seine mikroskopische Struktur ist inhomogen.
Beispiele für isotrope Materialeigenschaften:
- Dichte
- Elastizitätsmodul
- Wärmeausdehnungskoeffizient
- Poissonzahl
- Scher-Elastizitätsmodul
- Dämpfung
- Streckgrenze
3D-Darstellung eines Flüssigkristalls im isotropen Zustand
Was sind orthotrope Materialien?
Orthotrope Materialien haben unterschiedliche Materialeigenschaften entlang dreier zueinander senkrechter Achsen (axial, radial und umlaufend). Im Allgemeinen sind diese Materialien orthotrop und inhomogen. Das häufigste Beispiel für ein orthotropes Material ist Holz.
Was ist der Unterschied zwischen isotrop und orthotrop?
Definition von isotrop und orthotrop
Isotrope Materialien: Ein Material wird als isotrop bezeichnet, wenn seine mechanischen und thermischen Eigenschaften in alle Richtungen gleich sind.
Orthotrope Materialien: Ein Material wird als orthotrop bezeichnet, wenn seine mechanischen und thermischen Eigenschaften in allen drei Richtungen variieren und unabhängig voneinander sind.
Eigenschaften von isotrop und orthotrop
Eigenschaften
Isotrope Materialien: Isotrope Materialien haben einen einzigartigen Wert für Materialeigenschaften wie Dichte, Elastizitätsmodul, thermischer Ausdehnungskoeffizient, Poisson-Zahl, Dämpfung, Streckgrenze usw.
Orthotrope Materialien: Orthotrope Materialien haben keinen eindeutigen Wert für die Materialeigenschaften im gesamten Material.
Mikroskopische Struktur
Isotrope Materialien: Isotrope Materialien können entweder homogen oder inhomogen sein.
Orthotrope Materialien: Orthotrope Materialien sind insgesamt inhomogen.
Symmetrieebene
Isotrope Materialien: Isotrope Materialien haben unendlich viele Symmetrieebenen.
Orthotrope Materialien: Orthotrope Materialien haben drei Symmetrieebenen (oder -achsen).
Beispiele für isotrope und orthotrope Materialien
Isotrope Materialien: Glas, Metalle
Orthotrope Materialien: Holz, viele Kristalle und gewalzte Materialien.
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