Ha ki kell derítenie, hogy milyen erős egy anyag, akkor az egyik módja annak kipróbálása, hogy mennyire könnyű törni. A szakítási együttható, amelyet hajlítószilárdságnak vagy keresztirányú szakítószilárdságnak is neveznek, megadja a maximális teherbírást közvetlenül az anyag törése előtt. Az olyan anyagok esetében, mint a fa, a repesztési modulus alkalmazható a mérnöki és az építőiparban.
A repedés modulusa a nyomás, vagy az egységnyi területre eső erő mérése. A tudósok és mérnökök a nyomás nagyságrendjét használják a repedés modulusának meghatározásához. Megtalálhatja pascál vagy megapaszkál egységben, valamint font / négyzet hüvelykben vagy psi-ben kifejezve.
Amint az anyagok a stressz hatására meghajlanak, az egyik oldal mentén összenyomódnak, a másik mentén megnyúlnak. Amikor például egy fadarabon lefelé nyomul, a kifeszített oldal balra, lefelé és jobbra tágul. A kutatók gyakran használják Young modulusa, a merevség mértéke ennek a hatásnak a leírására.
Számítsa ki a repedés modulusát
Az egyenlet segítségével kiszámíthatja a repedés modulusát ("sigma") σr = 3Fx / yz2 a terhelési erőhöz F és méretméretek három irányban, x, y és z, az anyag. Ebben az esetben a terhelés az a külső erő, amely az érdeklődésre számot tartó anyagra hat. A terhelési erőt a talaj felett kissé megemelkedett anyagnyaláb közepére alkalmazzák. Ebből a kísérleti elrendezésből, amelyet középpont terhelési tesztnek neveznek, megfigyelheti az anyag deformációját a rá alkalmazott stressz hatására.
A számítás során tartsa egységeit egységesen. Ha hüvelyket használ a méretekhez és a fontokhoz a terhelési erőhöz, akkor a repedés modulusának egysége font / négyzet hüvelyk.
Ügyeljen arra, hogy ne keverje össze a szakadás modulusát a szakítószilárdsággal, σTS, az anyag képes ellenállni a törésnek feszültség alatt. Míg a szakadási modulus azt a fajlagos nyomást méri, amelynél az anyag hamarosan megszakad, a szakítószilárdság az anyag hajlítási és deformálódási képességét jelenti, mielőtt megtörne.
Hárompontos hajlítási teszt
A mérnökök hárompontos hajlítási tesztet használnak az anyag kötési szilárdságának vagy szakadási modulusának meghatározásához. A középpont terhelési teszttel ellentétben ez a módszer két különböző erőt alkalmaz a sugár anyaga mentén, amelyek három egyenlő részre osztják.
Amint az alkalmazott erők meghajlítják az anyagot, legyen az fa, cement vagy bármilyen más anyag, nyomon követik a hőmérsékletet és azt, hogy az anyagban lévő részecskék hogyan oszlanak el a stressz hatására. Teszik ezt azért, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy az anyag ellenáll-e az olyan alkalmazásokban fellépő nyomásnak, mint például az épületek alapjai vagy más projektek.
Miközben a mérnökök grafikonokat készítenek arról, hogy az anyag elmozdul-e különféle erőmennyiségekre reagálva, azt vizsgálják, hogy az anyagok hogyan deformálódnak. Ezután kiszámíthatják Young modulusát és szakadási modulusát.
Az erő összetevői
A cementmátrix esetében a polgári infrastruktúrában használt anyagtípus, az anyagot előállító szénszálak, nanoszálak vagy nanocsövek biztosítják a szerkezeti szilárdságot. A cementmátrix ezen összetevőit felhasználhatja a káros sugárzás érzékeléséhez, elektromágneses árnyékolásához és az anyagok korróziójának megakadályozásához.
A cementmátrixokat alkotó alkatrészek típusától függően megvizsgálhatja fizikai és kémiai szempontból olyan tulajdonságok, mint a hő- és villamosenergia-érzékenység, az áram vezetésének képessége, valamint a tárolás vagy átadás képessége hő.
Néhány anyag szemcseméretű kompozitokat használ nanométeres skálán. Ezeknek a nanokompozit alapú anyagoknak általában nagyobb a rugalmassági modulusuk, hogy milyen gyorsan változik az anyagra nehezedő nyomás nyomás alatt. A molekulák kémiai elrendezése a nanoszkópon azt jelenti, hogy ezek az anyagok nagyobb szakítószilárdsággal, keménységgel, szívóssággal és kopásállósággal rendelkeznek.
