Модул на сечениетое геометрично (т.е. свързано с формата) свойство на греда, използвано в конструкционното инженерство. ОбозначенZ., това е пряка мярка за силата на гредата. Този вид модул на секцията е един от двата в инженерството и се нарича специалноеластичнамодул на сечението. Другият вид еластичен модул епластмасамодул на сечението.
Тръбите и другите форми на тръби са също толкова важни, колкото самостоятелните греди в света на строителството и техните уникални геометрията предполага, че изчисляването на модула на сечението за този вид материал е различно от това на други видове. Определянето на модула на сечението изисква познаване на различни присъщи или вградени и неизменни свойства на въпросния материал.
Основа на модула на секцията
Различните греди, направени от различни комбинации от материали, могат да имат широки вариации в разпределението на по-малките отделни влакна в този участък на гредата, тръбата или друг структурен елемент под съображение. "Екстремните влакна" или тези в краищата на секциите са принудени да носят по-голяма част от каквото и да е натоварване, на което е подложена секцията.
Определяне на модула на сечениетоZ.изисква да се установи разстояниетоуотцентроидна раздела, наричан ощенеутрална ос, до крайните влакна.
Уравнение на модула на раздела
Уравнението на модула на сечението за еластичен обект се дава отZ. = Аз / у, къдетоуе разстоянието, описано по-горе иАзевтори момент на площна раздела. (Този параметър понякога се наричамомент на инерция, но тъй като има други приложения на този термин във физиката, най-добре е да се използва "втори момент на площ.")
Тъй като различните греди имат различни форми, специфичните уравнения за различните секции приемат различни форми. Например, това на куха тръба като тръба е
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Какво представлява „Вторият момент от площта“?
Вторият момент от площтаАзе присъщо свойство на секцията и отразява факта, че масата на секцията може да бъде разпределена асиметрично и да повлияе на това как се обработват натоварванията.
Помислете за солидна стоманена врата с даден размер и маса и една с идентичен размер и маса, която има почти цялата маса на външния ръб, докато е много тънка в средата. Интуицията и опитът вероятно ви казват, че последната врата ще реагира по-малко лесно на опит да я натиснете отворена близо до пантата, отколкото вратата с еднаква конструкция и следователно по-голяма маса, разположена по-близо до панта.
Модул на сечението на тръбата
Уравнението за модула на сечението на тръба или куха тръба се дава от
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Извеждането на това уравнение не е важно, но тъй като напречните сечения на тръбите са кръгли (или се третират като такива за изчислителни цели, ако са близки до кръгови), бихте очаквали да видите π константа, защото това се появява при изчисляване на области на кръгове.
Нищо, коетоАз = Zy, вторият момент от площтаАзза тръба е
I = \ bigg (\ frac {π} {4} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Което означава, че в тази форма на уравнението на модула на секцията,у = R.
Модул на раздела на други форми
Може да бъдете помолени да намерите модула на сечението на триъгълник, правоъгълник или друга геометрична структура. Например уравнението на куха правоъгълна секция има формата:
Z = \ frac {bh ^ 2} {6}
къдетобе ширината на напречното сечение изе височината.
Онлайн калкулатор на модула на раздела
Въпреки че е лесно да се проследят онлайн калкулаторите на модулни раздели за всякакви форми, добре е да имате фирма се справят с уравненията и защо променливите са това, което са и защо се появяват там, където го правят в формули. Един такъв калкулатор е предоставен в Ресурсите.