破壊する前にオブジェクトがどれだけの力に耐えられるかを知ることは、多くの状況で、特にエンジニアにとって便利です。 これは、実験結果に基づいて決定する必要があります。実験結果では、材料が破損するか、恒久的に曲がるまで、材料を増加する力にさらす必要があります。 しかし、実際の計算を実行して材料の曲げ強度を計算することは、非常に難しいように思われる場合があります。 幸いなことに、適切な情報が手元にあれば、計算に簡単に取り組むことができます。
曲げ強度の定義
曲げ強度（または 破壊係数）は、オブジェクトが壊れたり永久に変形したりすることなく受けることができる力の量です。 これが頭を動かすのが難しい場合は、両端で支えられている木の板を考えてみてください。
木材の強度を知りたい場合、それをテストする1つの方法は、厚板が折れるまで、厚板の中央をどんどん強く押し下げることです。 木材が壊れる前に耐えることができる最大の押し力は、その曲げ強度です。 別の木片がより強い場合、それは壊れる前により大きな力をサポートするでしょう。
曲げ強度は、材料が受けることができる最大応力量を実際に示します（したがって、 「曲げ応力」も）、単位面積（平方メートルまたは平方メートル）あたりの力（ニュートンまたはポンド力）として引用されます インチ）。
3点または4点テスト
曲げ強度をテストする方法は2つありますが、それらは非常に似ています。 材料の長い長方形のサンプルがその端で支えられているので、中央で支えはありませんが、端は頑丈です。 次に、材料が破損するまで、荷重または力が中央セクションに適用されます。
のために スリーポイント 曲げ強度試験では、材料に破損または永久的な曲げが生じるまで、サンプルの中心に継続的に増加する荷重が加えられます。 曲げ試験機は、増加する力を加え、破壊点での力の量を正確に記録することができます。
A フォーポイント 曲げ試験は非常に似ていますが、荷重が2点で同時に、再びサンプルの中心に向かって加えられる点が異なります。 1つの荷重または力がサポート間の3分の1の距離で適用され、2番目の荷重または力がサポート間の3分の2の距離で適用される場合、曲げ強度を計算するのが最も簡単です。 したがって、この例では、サンプルの中央3分の1に、サンプルのいずれかの側に力が適用されます。
3点試験曲げ強度の計算
3点試験の場合、曲げ強度（記号を指定） σ）は、以下を使用して計算できます。
σ= 3FL / 2wd2
これは最初は怖いように見えるかもしれませんが、各記号の意味がわかれば、使用するのは非常に簡単な方程式です。
F 加えられる最大の力を意味し、 L サンプルの長さです。 w はサンプルの幅であり、 d サンプルの深さです。 したがって、曲げ強度を計算するには（σ）、力にサンプルの長さを掛けてから、これに3を掛けます。 次に、サンプルの深さをそれ自体で乗算し（つまり、2乗し）、結果にサンプルの幅を乗算してから、これに2を乗算します。 最後に、最初の結果を2番目の結果で割ります。
SI単位では、長さ、幅、深さはメートルで測定され、力はニュートンで測定されるため、パスカル（Pa）、つまり平方メートルあたりのニュートンになります。 インペリアル単位では、長さ、幅、深さはインチで測定され、力はポンド力で測定され、結果としてポンド/平方インチになります。
4点試験曲げ強度の計算
4点テストでは、3点テストの計算と同じ記号を使用します。 しかし、2つの荷重または力が適用され、サンプルが3分の1に分割されると仮定すると、はるかに単純に見えます。
σ= FL / wd2
これは、3点試験の曲げ応力式とまったく同じですが、3/2の係数がないことに注意してください。 したがって、加えられた力に長さを掛けてから、これを材料の幅に掛けた深さの2乗で割るだけです。