Jika Anda perlu mengetahui seberapa kuat suatu bahan, salah satu caranya adalah dengan menguji seberapa mudah bahan tersebut patah. Itu modulus pecah, juga dikenal sebagai kekuatan lentur atau kekuatan pecah melintang, memberi Anda kapasitas beban maksimum tepat sebelum material pecah. Untuk bahan seperti kayu, modulus keruntuhan memiliki aplikasi di bidang teknik dan konstruksi.
Modulus of rupture adalah pengukuran tekanan, atau gaya per satuan luas. Para ilmuwan dan insinyur menggunakan serangkaian besaran untuk tekanan dalam menentukan modulus keruntuhan. Anda dapat menemukannya dinyatakan dalam satuan pascal atau megapascal serta pound per inci persegi, atau psi.
Saat bahan menekuk sebagai respons terhadap stres, mereka memampatkan di satu sisi dan meregang di sisi lain. Saat Anda mendorong ke bawah pada sepotong kayu, misalnya, sisi yang diregangkan akan mengembang ke arah kiri, bawah, dan kanan. Peneliti sering menggunakan modulus young, ukuran kekakuan, untuk menggambarkan efek ini.
Hitung Modulus Pecah
Anda dapat menghitung modulus keruntuhan, "sigma," menggunakan persamaan σr = 3Fx/yz2 untuk gaya beban F dan ukuran dimensi dalam tiga arah, x, kamu dan z, dari bahan. Dalam hal ini, beban adalah gaya luar yang dikenakan pada bahan yang diinginkan. Gaya beban diterapkan ke pusat balok material yang ditinggikan sedikit di atas tanah. Dari pengaturan eksperimental ini, yang dikenal sebagai uji pembebanan titik pusat, Anda dapat mengamati deformasi material sebagai respons terhadap tegangan yang diterapkan padanya.
Jaga agar unit Anda tetap konsisten saat melakukan perhitungan ini. Jika Anda menggunakan inci untuk dimensi dan pound untuk gaya beban, modulus pecah akan memiliki satuan pound per inci persegi.
Pastikan untuk tidak mengacaukan modulus pecah dengan kekuatan tarik, σTS, kemampuan material untuk menahan putus saat berada di bawah tegangan. Sementara modulus keruntuhan mengukur tekanan spesifik di mana suatu material akan pecah, kekuatan tarik mewakili kapasitas material untuk menekuk dan berubah bentuk sebelum putus.
Tes Tikungan Tiga Titik
Insinyur menggunakan tes tikungan tiga titik dalam menentukan kekuatan ikatan, atau modulus pecah, suatu material. Berbeda dengan uji pembebanan titik pusat, metode ini menggunakan dua gaya berbeda sepanjang material balok yang membaginya menjadi tiga bagian yang sama.
Saat gaya yang diterapkan membengkokkan material, baik itu kayu, semen, atau zat lain apa pun, mereka melacak suhu dan bagaimana partikel dalam material mendistribusikan diri sebagai respons terhadap tekanan. Mereka melakukan ini untuk memastikan material dapat menahan tekanan dalam aplikasi seperti pondasi untuk bangunan atau proyek lainnya.
Saat para insinyur membuat grafik tentang bagaimana material berpindah dengan sendirinya sebagai respons terhadap jumlah gaya yang berbeda, mereka mempelajari bagaimana material mengalami deformasi. Mereka kemudian dapat menghitung modulus Young dan modulus pecah.
Komponen Kekuatan
Untuk matriks semen, jenis bahan yang digunakan dalam infrastruktur sipil, serat karbon, serat nano atau tabung nano yang membuat bahan tersebut memberikan kekuatan struktural. Anda dapat menggunakan komponen matriks semen ini dalam penginderaan, perisai elektromagnetik dari radiasi berbahaya dan mencegah zat dari korosi.
Tergantung pada jenis komponen yang membuat matriks semen ini, Anda dapat mempelajarinya untuk fisik dan kimia sifat-sifat seperti kerentanan terhadap panas dan listrik, kemampuan untuk menghantarkan arus dan kapasitas untuk menyimpan atau mentransfer panas.
Beberapa bahan menggunakan komposit berukuran butir pada skala nanometer. Zat berbasis nanokomposit ini cenderung memiliki nilai modulus elastisitas yang lebih tinggi, seberapa cepat tegangan pada material berubah ketika berada di bawah tekanan. Susunan kimia molekul pada skala nano berarti bahan-bahan ini memiliki kekuatan tarik, kekerasan, ketangguhan, dan ketahanan yang lebih besar terhadap keausan.