Sektionsmoduler en geometrisk (dvs. formrelateret) egenskab af en bjælke, der anvendes i konstruktionsteknik. BetegnetZ, det er et direkte mål for bjælkens styrke. Denne form for sektionsmodul er en af to inden for teknik og kaldes specifiktelastisksektionsmodul. Den anden form for elastisk modul erplastsektionsmodul.
Rør og andre former for slanger er lige så vigtige som enkeltstående bjælker i byggeverdenen og deres unikke geometri indebærer, at beregningen af snitmodulet for denne type materiale er forskellig fra andres typer. Bestemmelse af sektionsmodul kræver kendskab til forskellige iboende eller indbyggede og uforanderlige egenskaber for det pågældende materiale.
Grundlaget for sektionsmodulen
Forskellige bjælker lavet af forskellige kombinationer af materialer kan have store variationer i fordelingen af de mindre individuelle fibre i det afsnit af bjælken, røret eller andet strukturelt element under betragtning. De "ekstreme fibre" eller dem i enderne af sektionerne er tvunget til at bære en større brøkdel af den belastning, som sektionen udsættes for.
Bestemmelse af sektionsmoduletZkræver at finde ud af afstandenyfracentroidi sektionen, også kaldetneutral aksetil de ekstreme fibre.
Sektionen Modulusligning
Sektionsmodulligningen for et elastisk objekt er givet vedZ = jeg / y, hvoryer den ovenfor beskrevne afstand ogjegerandet øjeblik af områdeti sektionen. (Denne parameter kaldes undertideninerti øjeblik, men da der er andre anvendelser af dette udtryk inden for fysik, er det bedst at bruge "andet øjeblik af området.")
Fordi forskellige bjælker har forskellige former, antager de specifikke ligninger for forskellige sektioner forskellige former. For eksempel er det af et hulrør, såsom et rør
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Hvad er det "andet øjeblik af området"?
Det andet øjeblik i områdetjeger en iboende egenskab ved sektionen og afspejler det faktum, at sektionens masse kan fordeles asymmetrisk og påvirke, hvordan belastninger håndteres.
Tænk på en solid ståldør af en given størrelse og masse og en af samme størrelse og masse, der næsten har hele massen på yderkanten, mens den er meget tynd i midten. Intuition og erfaring fortæller dig sandsynligvis, at sidstnævnte dør ville reagere mindre let på et forsøg på at skubbe den åben tæt på hængslet end døren med en ensartet konstruktion og derfor mere masse tættere på hængsel.
Afsnit modul af rør
Ligningen for sektionsmodulet for et rør eller et hulrør er givet ved
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Afledningen af denne ligning er ikke vigtig, men fordi rørets tværsnit er cirkulære (eller behandles som sådan for beregningsformål, hvis de er tæt på cirkulære), forventer du at se en π-konstant, fordi dette dukker op, når du beregner områder af cirkler.
Bemærker detjeg = Zy, det andet øjeblik af områdetjegfor et rør er
I = \ bigg (\ frac {π} {4} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Hvilket betyder, at i denne form for sektionsmodulligningen,y = R.
Sektionsmodul af andre former
Du kan blive bedt om at finde snitmodulet for en trekant, rektangel eller anden geometrisk struktur. For eksempel har ligningen af et hul rektangulært snit formen:
Z = \ frac {bh ^ 2} {6}
hvorber bredden af tværsnittet ogher højden.
Online sektionsmodulberegner
Mens det er let at spore online sektionsmodulregnemaskiner til alle mulige former, er det godt at have en virksomhed håndtere ligningerne, og hvorfor variablerne er, hvad de er, og hvorfor de vises, hvor de gør det i formler. En sådan lommeregner findes i ressourcerne.