Verschil tussen isotroop en orthotroop

Belangrijkste verschil - Isotropisch versus orthotroop

Alle materialen hebben chemische en fysische eigenschappen. Fysieke eigenschappen kunnen mechanische eigenschappen of thermische eigenschappen zijn. Materialen kunnen worden gecategoriseerd als isotroop, anisotroop of orthotroop op basis van de gemeten waarden voor mechanische en thermische eigenschappen. Het belangrijkste verschil tussen isotroop en orthotroop is dat isotroop betekent uniforme mechanische en thermische eigenschappen hebben in alle richtingen, terwijl orthotrope middelen geen uniforme mechanische en thermische eigenschappen in elke richting hebben.

Key Areas Covered

1. Wat is isotroop
     - Definitie, eigenschappen, voorbeelden
2. Wat is orthotroop
     - Definitie, eigenschappen, voorbeelden 
3. Wat is het verschil tussen isotroop en orthotroop
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: anisotroop, assen van symmetrie, glas, isotroop, materiaal, metaal, orthotrope, transversale isotrope

Wat is isotroop

Isotroop verwijst naar een bepaalde stof met uniforme mechanische en thermische eigenschappen in elke richting. Met andere woorden, isotrope materialen hebben dezelfde waarden voor thermische en mechanische eigenschappen in alle richtingen. Isotrope materialen hebben een oneindig aantal vlakken van symmetrie.

Een materiaal wordt isotroop als er een hoge mate van chemische binding is. Glas en metalen zijn bijvoorbeeld isotrope materialen. In een metaal zijn er veel atomen die elektronen in verschillende richtingen delen, en de chemische binding is niet-gericht. Daarom zijn de mechanische en thermische eigenschappen in alle richtingen vergelijkbaar. Dit maakt het isotroop.

Figuur 1: Glas is een isotroop materiaal

Een mengsel van gassen is isotroop. Dit komt omdat als er warmte wordt toegepast op dat gasmengsel, die warmte zich overal in dat gas zal verspreiden en de temperatuur van dat gasmengsel op elk punt van dat mengsel hetzelfde zou zijn.

Isotroop materiaal kan zowel homogeen als niet-homogeen zijn. Glas (in de bovenstaande afbeelding) en staal zijn bijvoorbeeld niet-homogeen materiaal, maar zijn isotroop. Wanneer een uniforme druk wordt uitgeoefend op staal, zal elk punt in gelijke mate vervormen.

Een paar voorbeelden

• Dichtheid
• Demping
• Opbrengststerkte
• Elasticiteitsmodulus

Wat is orthotroop

Orthotropisch verwijst naar het niet hebben van uniforme mechanische en thermische eigenschappen in elke richting. Orthotrope materialen hebben verschillende waarden voor dezelfde eigenschap wanneer ze in verschillende richtingen worden gemeten. Als een materiaal orthotroop is, dan heeft het mechanische en thermische eigenschappen die uniek zijn en onafhankelijk van die richting.

Deze term wordt gedefinieerd voor de drie hoofdrichtingen die worden gebruikt om de afmetingen van een materiaal te geven. Deze staan ​​loodrecht op elkaar van: longitudinale, radiale en tangentiële richtingen. Daarom hebben orthotrope materialen drie assen van symmetrie.

Figuur 2: Drie assen van symmetrie voor een houtblok

Orthotrope materialen tonen waarden voor eigenschappen op een bepaald punt in een object in plaats van op het hele object. Maar als het object homogeen is, kunnen de gemeten waarden hetzelfde zijn. Transversaal isotrope materialen zijn orthotrope materialen die slechts één symmetrieas hebben.

Verschil tussen isotroop en orthotroop

Definitie

isotropisch: Isotroop verwijst naar een bepaalde stof met uniforme mechanische en thermische eigenschappen in elke richting.

orthotroop:  Orthotropisch verwijst naar het niet hebben van uniforme mechanische en thermische eigenschappen in elke richting.

Assen van symmetrie

isotropisch: Isotrope materialen hebben een oneindig aantal vlakken van symmetrie.

orthotroop:  Orthotrope materialen hebben drie assen van symmetrie.

Voorbeelden

isotropisch: Isotrope eigenschappen kunnen worden waargenomen in metaal, glas, enz.

orthotroop: Orthotrope eigenschappen kunnen worden waargenomen in hout, sommige kristallen, opgerolde materialen, enz.

Conclusie

Materialen kunnen worden genoemd als isotroop of orthotroop op basis van de waarden die zijn gemeten voor hun fysieke eigenschappen. Het belangrijkste verschil tussen isotroop en orthotroop is dat isotrope middelen uniforme fysische eigenschappen in elke richting hebben, terwijl orthotrope middelen geen uniforme fysische eigenschappen in elke richting hebben.

Referenties:

1. "Isotropie: definitie en materialen." Study.com, hier beschikbaar.
2. "Isotrope en orthotrope materialen." 2012 SOLIDWORKS Hulp - Isotrope en orthotrope materialen, hier beschikbaar.
3. "Orthotroop materiaal." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 26 aug. 2017, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "1476905" (Publiek domein) via Pixabay
2. "Houtgroei ziek" (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia