Kako izračunati plastični modul

Inženjeri koriste modul presjeka poprečnog presjeka grede kao jednu od odrednica snage snopa. U nekim slučajevima koriste modul elastičnosti pod pretpostavkom da se nakon uklanjanja deformirajuće sile snop vraća u svoj izvorni oblik. U slučajevima kada je dominantno ponašanje plastike, što znači da je deformacija do neke mjere trajna, moraju izračunati modul plastike. To je jednostavan izračun kada greda ima simetrični presjek i materijal snopa je jednolik, ali kad je presjek ili greda sastav je nepravilan, postaje potrebno podijeliti presjek na male pravokutnike, izračunati modul za svaki pravokutnik i zbrojiti rezultatima.

Pravokutne grede u presjeku

Kada primijenite naprezanje na točku na gredi, on podvrže dio snopa tlačnoj sili, a drugi dio sili zatezanja. Plastična neutralna os (PNA) je linija kroz presjek snopa koja odvaja područje pod kompresijom od područja pod naponom. Ta je linija paralelna sa smjerom primijenjenog naprezanja. Jedan od načina definiranja modula plastike (Z) je prvi trenutak površine oko ove osi kada su površine iznad i ispod osi jednake.

Ako je AC i AT su područja poprečnog presjeka pod tlakom, odnosno pod naponom i dC i dT su udaljenosti od centroida područja pod kompresijom i pod naponom od PNA, modul plastike može se izračunati sljedećom formulom:

Z = AC • dC + AT • dT

Za jednoličnu pravokutnu gredu visine d i širine b, to se smanjuje na:

Z = bd2/4

Neujednačene i nesimetrične grede

Kada greda nema simetrični presjek ili je greda sastavljena od više njih materijala, površine iznad i ispod PNA mogu biti različite, ovisno o trenutku nanošenja stres. Lociranje PNA i izračunavanje plastičnog modula postaju postupci u više koraka koji uključuju podjelu područje poprečnog presjeka grede u poligone, od kojih svaki ima jednake površine pod tlakom i zatezanjem snage. Plastični moment snopa tako postaje zbroj područja pod kompresijom, pomnožen s udaljenošću svakog područja do težišta kompresije i pomnoženo s vlačnom čvrstoćom tog presjeka, koja se zatim dodaje istom zbroju za dijelove pod naponom.

Moment ima pozitivnu i negativnu komponentu, ovisno o smjeru naprezanja, osi i kombinaciji materijala u zraci. Plastični modul snopa je dakle zbroj pozitivnih i negativnih momenata podijeljen s materijalnom snagom prvog poligona u nizu zbrajanja za plastični moment.

  • Udio
instagram viewer