Selle välja selgitamine, kui palju jõudu objekt suudab enne purunemist taluda, on kasulik paljudes olukordades, eriti inseneride jaoks. See tuleb kindlaks määrata eksperimentaalsete tulemuste põhjal, mis hõlmavad materjali kokkupuudet suurema jõududega, kuni see puruneb või paindub püsivalt. Kuid tegelike arvutuste tegemine materjali paindetugevuse määramiseks võib tunduda tõeliselt keeruline. Õnneks, kui teil on õige teave käepärast, saate arvutust hõlpsalt lahendada.
Paindetugevuse määratlus
Paindetugevus (või purunemismoodul) on jõu suurus, mida objekt võib vastu võtta, ilma et see puruneks või jäädavalt deformeeruks. Kui sellega on raske ümber käia, mõelge kahest otsast toetatud puitplaadile.
Kui soovite teada, kui tugev puit on, oleks üks selle katsetamise viis suruda planku keskele järjest tugevamalt alla, kuni see klõpsatuseni jõuab. Maksimaalne tõukejõud, mida puit enne purustamist taluda võiks, on selle paindetugevus. Kui mõni teine puutükk oleks tugevam, toetaks see enne purunemist suuremat jõudu.
Paindetugevus näitab tõesti materjali maksimaalset pinget (nii et võite näha viiteid “Paindepinge”) ja seda tsiteeritakse jõuna (njuutonites või naelades) pinnaühiku kohta (ruutmeetrites või ruutudes) tolli).
Kolme- või neljapunktilised testid
Paindetugevuse testimiseks on kaks meetodit, kuid need on väga sarnased. Materjali pikk ristkülikukujuline proov on selle otstes toetatud, nii et keskel pole tuge, kuid otsad on tugevad. Seejärel rakendatakse keskmisele sektsioonile koormust või jõudu, kuni materjal puruneb.
Le kolmepunktine paindetugevuse katse korral rakendatakse proovi keskele pidevalt suurenevat koormust, kuni materjalis tekib murdumine või püsiv paindumine. Paindekatse masin saab rakendada üha suuremaid jõuhulki ja täpselt registreerida jõu suuruse purunemiskohas.
A neljapunktiline painutuskatse on väga sarnane, välja arvatud see, et koormust rakendatakse kahes punktis samaaegselt, jällegi proovi keskosa suunas. Paindetugevust on kõige lihtsam arvutada, kui üks koormus või jõud rakendatakse ühe kolmandiku ulatuses tugede vahel ja teine rakendatakse kahe kolmandiku ulatuses nende vahel. Nii et selles näites oleks valimi keskmisel kolmandikul jõude rakendatud selle mõlemale küljele.
Kolmepunktilise paindetugevuse arvutamine
Kolmepunktilise katse puhul tuleb paindetugevus (antud sümbol σ) saab arvutada, kasutades:
σ = 3FL / 2p2
See võib esialgu tunduda hirmutav, kuid kui teate, mida iga sümbol tähendab, on selle kasutamine üsna lihtne võrrand.
F tähendab maksimaalset rakendatavat jõudu, L on valimi pikkus, w on valimi laius ja d on valimi sügavus. Nii et paindetugevuse arvutamiseks (σ), korrutage jõud valimi pikkusega ja korrutage see kolmega. Seejärel korrutage proovi sügavus iseenesest (st ruutige see), korrutage tulemus proovi laiusega ja korrutage see kahega. Lõpuks jagage esimene tulemus teisega.
SI ühikutes mõõdetakse pikkused, laiused ja sügavused meetrites, jõudu aga njuutonites, tulemuseks on paskalid (Pa) või njuutonid meetri ruutu. Imperaatori ühikutes mõõdetakse pikkust, laiust ja sügavust tollides ning jõudu naela-jõus, mille tulemuseks on nael ruuttolli kohta.
Nelja punkti testi paindetugevuse arvutamine
Neljapunktilises testis kasutatakse samu sümboleid kui kolmepunktilise testi arvutamisel. Kuid eeldusel, et kaks koormust või jõudu rakendatakse nii, et nad jagavad valimi kolmandikeks, tundub see palju lihtsam:
σ = FL / wd2
Pange tähele, et see on täpselt sama, mis kolmepunktitestide paindepinge valem, kuid ilma tegurita 3/2. Nii korrutage rakendatud jõud lihtsalt pikkusega ja jagage see materjali laiusega, mis on korrutatud selle ruudu sügavusega.