Modulus bagianadalah properti geometris (yaitu, terkait bentuk) dari balok yang digunakan dalam rekayasa struktural. DilambangkanZ, itu adalah ukuran langsung dari kekuatan balok. Modulus bagian semacam ini adalah salah satu dari dua di bidang teknik, dan secara khusus disebutelastismodulus bagian. Jenis lain dari modulus elastisitas adalahplastikmodulus bagian.
Pipa dan bentuk pipa lainnya sama pentingnya dengan balok yang berdiri sendiri di dunia konstruksi, dan keunikannya their geometri menyiratkan bahwa perhitungan modulus bagian untuk jenis bahan ini berbeda dari yang lain jenis. Menentukan modulus bagian memerlukan mengetahui berbagai sifat intrinsik, atau bawaan dan tidak dapat diubah, dari bahan yang dimaksud.
Dasar Modulus Bagian
Balok yang berbeda yang terbuat dari kombinasi bahan yang berbeda dapat memiliki variasi yang luas dalam distribusi serat individu yang lebih kecil di bagian balok, pipa atau elemen struktural lainnya di bawah pertimbangan. "Serat-serat ekstrem," atau yang ada di ujung-ujung penampang, dipaksa untuk memikul fraksi yang lebih besar dari beban apa pun yang ditanggung bagian itu.
Menentukan modulus bagianZmembutuhkan mencari tahu jarakkamudaripusatbagian, juga disebutsumbu netral, ke serat ekstrim.
Persamaan Modulus Bagian
Persamaan modulus bagian untuk benda elastis diberikan olehZ = saya / kamu, dimanakamuadalah jarak yang dijelaskan di atas dansayaadalahluas momen keduadari bagian. (Parameter ini kadang-kadang disebutmomen inersia, tetapi karena ada aplikasi lain dari istilah ini dalam fisika, yang terbaik adalah menggunakan "momen kedua area.")
Karena balok yang berbeda memiliki bentuk yang berbeda, persamaan khusus untuk bagian yang berbeda mengasumsikan bentuk yang berbeda. Misalnya, tabung berongga seperti pipa adalah
Z = \bigg(\frac{π}{4R}\bigg)(R^4 R_i^4).
Apa itu "Momen Kedua Area"?
Area momen keduasayaadalah sifat intrinsik penampang dan mencerminkan fakta bahwa massa penampang dapat didistribusikan secara asimetris dan mempengaruhi bagaimana beban ditangani.
Pikirkan pintu baja padat dengan ukuran dan massa tertentu dan salah satu dengan ukuran dan massa identik yang memiliki hampir semua massa di tepi luar sementara sangat tipis di tengah. Intuisi dan pengalaman mungkin memberi tahu Anda bahwa pintu terakhir akan kurang merespons upaya untuk mendorongnya buka dekat engsel daripada pintu dengan konstruksi seragam dan karena itu lebih banyak massa terletak lebih dekat ke engsel.
Bagian Modulus Pipa
Persamaan untuk modulus penampang pipa atau tabung hampa diberikan oleh
Z = \bigg(\frac{π}{4R}\bigg)(R^4 R_i^4).
Penurunan persamaan ini tidak penting, tetapi karena penampang pipa berbentuk lingkaran (atau diperlakukan seperti itu untuk tujuan komputasi jika mendekati lingkaran), Anda akan mengharapkan untuk melihat konstanta, karena ini muncul saat menghitung area lingkaran.
Memperhatikan itusaya = Zy, momen kedua luassayauntuk pipa adalah
I = \bigg(\frac{π}{4}\bigg)(R^4 R_i^4).
Yang berarti bahwa dalam bentuk persamaan modulus bagian ini,kamu = R.
Modulus Bagian Bentuk Lain
Anda mungkin diminta untuk menemukan modulus bagian dari segitiga, persegi panjang atau struktur geometris lainnya. Misalnya, persamaan bagian persegi panjang berongga memiliki bentuk:
Z = \frac{bh^2}{6}
dimanabadalah lebar penampang danhadalah tingginya.
Kalkulator Modulus Bagian Online
Meskipun mudah melacak kalkulator modulus bagian online untuk semua jenis bentuk, ada baiknya memiliki perusahaan menangani persamaan dan mengapa variabelnya seperti apa adanya dan mengapa mereka muncul di tempat yang sama di rumus. Salah satu kalkulator tersebut disediakan di Sumberdaya.