Différence entre isotropes et orthotropes

Différence principale - Isotrope vs Orthotrope

Tous les matériaux ont des propriétés chimiques et physiques. Les propriétés physiques peuvent être des propriétés mécaniques ou thermiques. Les matériaux peuvent être classés comme isotropes, anisotropes ou orthotropes sur la base des valeurs mesurées pour les propriétés mécaniques et thermiques. La principale différence entre isotropes et orthotropes est que isotrope signifie que les propriétés mécaniques et thermiques sont uniformes dans toutes les directions alors que l'orthotrope signifie que les propriétés mécaniques et thermiques ne sont pas uniformes dans toutes les directions.

Zones clés couvertes

1. Quel est isotrope
     - Définition, propriétés, exemples
2. Qu'est-ce que l'orthotropie?
     - Définition, propriétés, exemples 
3. Quelle est la différence entre isotropes et orthotropes
      - Comparaison des différences clés

Mots-clés: anisotrope, axes de symétrie, verre, isotrope, matière, métal, orthotrope, transversalement isotrope

Quel est isotrope

Isotrope se réfère à une substance particulière ayant des propriétés mécaniques et thermiques uniformes dans toutes les directions. En d'autres termes, les matériaux isotropes ont les mêmes valeurs pour les propriétés thermiques et mécaniques dans toutes les directions. Les matériaux isotropes ont un nombre infini de plans de symétrie.

Un matériau devient isotrope lorsque le degré de liaison chimique est élevé. Par exemple, le verre et les métaux sont des matériaux isotropes. Dans un métal, de nombreux atomes partagent des électrons dans différentes directions et la liaison chimique est non directionnelle. Par conséquent, les propriétés mécaniques et thermiques sont similaires dans toutes les directions. Cela le rend isotrope.

Figure 1: Le verre est un matériau isotrope

Un mélange de gaz est isotrope. En effet, si de la chaleur est appliquée à ce mélange gazeux, cette chaleur se répandra partout dans ce gaz et la température de ce mélange gazeux sera la même à chaque point de ce mélange..

Le matériau isotrope peut être homogène ou non homogène. Par exemple, le verre (dans l'image ci-dessus) et l'acier sont des matériaux non homogènes mais sont isotropes. Lorsqu'une pression uniforme est appliquée à l'acier, chaque point se déforme en quantités égales.

Quelques exemples

• Densité
• Amortissement
• Force de rendement
• Module d'élasticité

Qu'est-ce que l'orthotropie?

Orthotropique signifie ne pas avoir de propriétés mécaniques et thermiques uniformes dans toutes les directions. Les matériaux orthotropes ont des valeurs différentes pour la même propriété lorsqu'ils sont mesurés dans des directions différentes. Si un matériau est orthotrope, il possède des propriétés mécaniques et thermiques uniques et indépendantes de cette direction..

Ce terme est défini pour les trois directions principales utilisées pour donner les dimensions d'un matériau. Celles-ci sont perpendiculaires les unes aux autres, par exemple les directions longitudinale, radiale et tangentielle. Par conséquent, les matériaux orthotropes ont trois axes de symétrie.

Figure 2: Trois axes de symétrie pour une bûche de bois

Les matériaux orthotropes affichent des valeurs pour les propriétés à un point particulier d'un objet plutôt que de l'objet entier. Mais si l'objet est homogène, les valeurs mesurées peuvent être les mêmes. Les matériaux transversalement isotropes sont des matériaux orthotropes qui n'ont qu'un seul axe de symétrie.

Différence entre isotropes et orthotropes

Définition

Isotrope: Isotrope fait référence à une substance particulière ayant des propriétés mécaniques et thermiques uniformes dans toutes les directions..

Orthotropes:  Orthotropique signifie ne pas avoir des propriétés mécaniques et thermiques uniformes dans toutes les directions..

Axes de symétrie

Isotrope: Les matériaux isotropes ont un nombre infini de plans de symétrie.

Orthotropes:  Les matériaux orthotropes ont trois axes de symétrie.

Exemples

Isotrope: Les propriétés isotropes peuvent être observées dans le métal, le verre, etc..

Orthotropes: Les propriétés orthotropes peuvent être observées dans le bois, certains cristaux, les matériaux laminés, etc..

Conclusion

Les matériaux peuvent être nommés isotropes ou orthotropes en fonction des valeurs mesurées pour leurs propriétés physiques. La principale différence entre isotrope et orthotrope réside dans le fait que isotrope signifie que les propriétés physiques sont uniformes dans toutes les directions, tandis qu'orthotrope signifie que les propriétés physiques ne sont pas uniformes dans toutes les directions..

Références:

1. “Isotropie: Définition et matériaux.” Study.com, disponible ici.
2. «Matériaux isotropes et orthotropes.» Aide 2012 de SOLIDWORKS - Matériaux isotropes et orthotropes, disponible ici..
3. «Matériel orthotropique». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 26 août 2017, disponible ici..

Courtoisie d'image:

1. “1476905” (Domaine public) via Pixabay
2. “La croissance du bois malade” (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia