Hvis du har brug for at finde ud af, hvor stærkt et materiale er, er en måde at teste, hvor let det er at bryde. Det brudmodul, også kendt som bøjningsstyrke eller tværgående brudstyrke, giver dig den maksimale belastningskapacitet lige før et materiale går i stykker. For et materiale som træ har brudmodulet anvendelser inden for teknik og konstruktion.
Brudmodulet er en måling af tryk eller kraft pr. Arealeenhed. Forskere og ingeniører bruger en række størrelser til tryk til bestemmelse af brudmodulet. Du kan finde det udtrykt i enheder af pascal eller megapascal samt pund pr. Kvadrat tomme eller psi.
Når materialer bøjes som reaktion på stress, komprimeres de langs den ene side og strækker sig langs den anden. Når du f.eks. Skubber et stykke træ nedad, udvides den strakte side i retning mod venstre, nedad og til højre. Forskere bruger ofte Youngs modul, et mål for stivhed, for at beskrive denne effekt.
Beregn brudmodulus
Du kan beregne brudmodulet "sigma" ved hjælp af ligningen σr = 3Fx / yz2
for belastningskraften F og størrelsesmål i tre retninger, x, y og z, af materialet. I dette tilfælde er belastningen den ydre kraft, der påføres materialet af interesse. Belastningskraften påføres midten af en bjælke af materialet hævet lidt over jorden. Fra denne eksperimentelle opsætning, kendt som center point loading test, kan du observere deformationen af materialet som reaktion på stress påført det.Hold dine enheder konsistente, når du udfører denne beregning. Hvis du bruger tommer til dimensionerne og pundene for belastningskraften, ville brudmodulet have enheder af pund pr. Kvadratcentimeter.
Sørg for ikke at forveksle brudmodulet med trækstyrken, σTS, et materiales evne til at modstå brud, når det er under spænding. Mens brudmodul måler det specifikke tryk, hvormed et materiale er ved at bryde, repræsenterer trækstyrken materialets evne til at bøje og deformere inden det brydes.
Tre-punkts bøjningstest
Ingeniører bruger en tre-punkts bøjningstest til at bestemme bindingsstyrken eller brudmodulet for et materiale. I modsætning til centerpoint-belastningstesten bruger denne metode to forskellige kræfter langs bjælkens materiale, der deler den i tre lige store dele.
Da de påførte kræfter bøjer materialet, det være sig træ, cement eller ethvert andet stof, holder de styr på temperaturen, og hvordan partikler i materialet fordeler sig som reaktion på stress. De gør dette for at sikre, at materialet kan modstå presset i applikationer såsom fundamenter til bygninger eller andre projekter.
Da ingeniører opretter grafer over, hvordan materialet fortrænger sig selv som reaktion på forskellige mængder kraft, studerer de, hvordan materialer gennemgår deformation. De kan derefter beregne Youngs modul og brudmodul.
Komponenter af styrke
For en cementmatrix giver en type materiale, der anvendes i civil infrastruktur, kulfibre, nanofibre eller nanorør, der gør materialet den strukturelle styrke. Du kan bruge disse komponenter i cementmatrixen til at registrere, elektromagnetisk afskærmning af skadelig stråling og forhindre, at stoffer korroderer.
Afhængigt af typen af komponenter, der fremstiller disse cementmatricer, kan du undersøge dem for fysiske og kemiske egenskaber som modtagelighed for varme og elektricitet, evne til at lede strøm og kapacitet til at lagre eller overføre varme.
Nogle materialer bruger kompositter i kornstørrelse på en nanometerskala. Disse nanokompositbaserede stoffer har tendens til at have højere værdier for elasticitetsmodul, hvor hurtigt stress på materialet ændres, når det er under tryk. De kemiske arrangementer af molekyler på nanoskala betyder, at disse materialer har større trækstyrker, hårdhed, sejhed og modstandsdygtighed over for nedslidning.