Si vous avez besoin de déterminer la résistance d'un matériau, une solution consiste à tester sa facilité de rupture. le module de rupture, également appelée résistance à la flexion ou résistance à la rupture transversale, vous donne la capacité de charge maximale juste avant la rupture d'un matériau. Pour un matériau comme le bois, le module de rupture a des applications en ingénierie et en construction.
Le module de rupture est une mesure de la pression ou de la force par unité de surface. Les scientifiques et les ingénieurs utilisent une gamme de grandeurs de pression pour déterminer le module de rupture. Vous pouvez le trouver exprimé en unités de pascals ou de mégapascals ainsi qu'en livres par pouce carré, ou psi.
Lorsque les matériaux se plient en réponse aux contraintes, ils se compriment d'un côté et s'étirent de l'autre. Lorsque vous poussez vers le bas sur un morceau de bois, par exemple, le côté étiré s'étendra vers la gauche, le bas et la droite. Les chercheurs utilisent souvent Module d'Young, une mesure de la rigidité, pour décrire cet effet.
Calculer le module de rupture
Vous pouvez calculer le module de rupture, "sigma", en utilisant l'équation σr = 3Fx/yz2 pour la force de charge F et dimensions dimensionnelles dans trois directions, X, oui et z, du matériau. Dans ce cas, la charge est la force externe exercée sur le matériau d'intérêt. La force de charge est appliquée au centre d'une poutre du matériau surélevé légèrement au-dessus du sol. À partir de cette configuration expérimentale, connue sous le nom de test de charge au point central, vous pouvez observer la déformation du matériau en réponse à la contrainte qui lui est appliquée.
Gardez vos unités cohérentes lors de l'exécution de ce calcul. Si vous utilisez des pouces pour les dimensions et des livres pour la force de charge, le module de rupture aurait des unités de livres par pouce carré.
Attention à ne pas confondre module de rupture et résistance à la traction, σST, la capacité d'un matériau à résister à la rupture lorsqu'il est sous tension. Alors que le module de rupture mesure la pression spécifique à laquelle un matériau est sur le point de se rompre, la résistance à la traction représente la capacité du matériau à se plier et à se déformer avant de se rompre.
Test de flexion en trois points
Les ingénieurs utilisent un test de pliage en trois points pour déterminer la force d'adhérence, ou module de rupture, d'un matériau. Contrairement au test de chargement du point central, cette méthode utilise deux forces différentes le long du matériau de la poutre qui la divisent en trois parties égales.
Lorsque les forces appliquées plient le matériau, qu'il s'agisse de bois, de ciment ou de toute autre substance, elles gardent une trace de la température et de la façon dont les particules du matériau se répartissent en réponse à la contrainte. Ils le font pour s'assurer que le matériau peut résister aux pressions dans des applications telles que les fondations de bâtiments ou d'autres projets.
Alors que les ingénieurs créent des graphiques sur la façon dont le matériau se déplace en réponse à différentes quantités de force, ils étudient la façon dont les matériaux subissent une déformation. Ils peuvent alors calculer le module de Young et le module de rupture.
Composants de la force
Pour une matrice de ciment, un type de matériau utilisé dans les infrastructures civiles, les fibres de carbone, les nanofibres ou les nanotubes qui composent le matériau fournissent la résistance structurelle. Vous pouvez utiliser ces composants de la matrice de ciment pour détecter, protéger électromagnétiquement les rayonnements nocifs et empêcher les substances de se corroder.
Selon le type de composants qui composent ces matrices de ciment, vous pouvez les étudier pour les aspects physiques et chimiques propriétés telles que la sensibilité à la chaleur et à l'électricité, la capacité de conduire le courant et la capacité de stocker ou de transférer Chauffer.
Certains matériaux utilisent des composites granulométriques à l'échelle nanométrique. Ces substances à base de nanocomposites ont tendance à avoir des valeurs plus élevées pour le module d'élasticité, la rapidité avec laquelle la contrainte sur le matériau change lorsqu'il est sous pression. Les arrangements chimiques des molécules à l'échelle nanométrique signifient que ces matériaux ont des résistances à la traction, une dureté, une ténacité et une résistance à l'usure supérieures.
