იმის გარკვევა, თუ რამხელა ძალას იტანს ობიექტი გატეხამდე, ბევრ სიტუაციაში გამოსადეგია, განსაკუთრებით ინჟინრებისთვის. ეს უნდა განისაზღვროს ექსპერიმენტული შედეგების საფუძველზე, რაც არსებითად გულისხმობს მასალის გაზრდას ძალების რაოდენობით, სანამ არ გატყდება ან მუდმივად მოხდება. მაგრამ რეალური გამოთვლების შესრულება მასალის მოქნილი სიძლიერის შესამუშავებლად ნამდვილად რთული შეიძლება აღმოჩნდეს. საბედნიეროდ, იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ გაქვთ სწორი ინფორმაცია, შეგიძლიათ მარტივად გაუმკლავდეთ გაანგარიშებას.
მოქნილი სიძლიერის განმარტება
მოქნილი ძალა (ან გახეთქვის მოდული) არის ძალების რაოდენობა, რომელსაც ობიექტი შეიძლება იღებდეს გაწყვეტის ან მუდმივად დეფორმირების გარეშე. თუ ამის გაკეთება ძნელია, იფიქრეთ ხის ფიცარზე, რომელიც ორ ბოლოზეა საყრდენი.
თუ გსურთ იცოდეთ რამდენად ძლიერია ხე, ამის შესამოწმებლად ერთ – ერთი გზა იქნებოდა უფრო და უფრო ძლიერად დაეშვათ ფიცრის ცენტრში, სანამ იგი არ გაიჭედება. მაქსიმალური ძალა, რომელსაც ხის გაუძლო გატეხამდე, არის მისი მოქნილი ძალა. თუ კიდევ ერთი ხის ნაკვეთი უფრო ძლიერი იქნებოდა, ის უფრო მეტ ძალას დაუჭერდა გატეხამდე.
მოქნევის ძალა ნამდვილად გიჩვენებთ მასალის მაქსიმალურ სტრესს (ასე რომ თქვენ შეიძლება ნახოთ მითითებები ”მოქნილი სტრესი”), და იგი ციტირებულია, როგორც ძალა (ნიუტონში ან ფუნტ-ძალაში) ერთეულის ფართობზე (კვადრატულ მეტრზე ან კვადრატში) დუიმი).
სამპუნქტიანი ან ოთხპუნქტიანი ტესტები
არსებობს მოქნილი სიმტკიცის ტესტირების ორი მეთოდი, მაგრამ ისინი ძალიან ჰგავს ერთმანეთს. მასალის გრძელი მართკუთხა ნიმუში მხარს უჭერს მის ბოლოებს, ამიტომ შუაში არ არის საყრდენი, მაგრამ ბოლოები მტკიცეა. შემდეგ დატვირთვა ან ძალა გამოიყენება შუა მონაკვეთზე, სანამ მასალა არ გატეხავს.
Თვის სამპუნქტიანი მოსახვევის სიძლიერის ტესტი, მუდმივად მზარდი დატვირთვა გამოიყენება ნიმუშის ცენტრში, სანამ მასალაში არ იქნება შესვენება ან მუდმივი გადახრა. მოქნილ საცდელ მანქანას შეუძლია გამოიყენოს მზარდი რაოდენობის ძალა და ზუსტად აღრიცხოს ძალის რაოდენობა გატეხვისთანავე.
ა ოთხპუნქტიანი bending ტესტი ძალიან ჰგავს, გარდა იმისა, რომ დატვირთვა გამოიყენება ერთდროულად ორ წერტილზე, ისევ ნიმუშის ცენტრისკენ. უმარტივესია გამოთვალოთ მოქნილი სიძლიერე, როდესაც ერთ დატვირთვას ან ძალას იყენებენ საყრდენებს შორის გზის ერთი მესამედი, ხოლო მეორე გამოიყენება მათ შორის გზის ორი მესამედით. ამ მაგალითში ნიმუშის შუა მესამედს ექნება ძალები მის ორივე მხარეს.
სამპუნქტიანი ტესტის მოქნილი სიძლიერის გაანგარიშება
სამპუნქტიანი ტესტისთვის, მოქნილი ძალა (მოცემულია სიმბოლო σ) შეიძლება გამოითვალოს:
σ = 3FL / 2wd2
თავდაპირველად ეს შეიძლება საშინლად გამოიყურებოდეს, მაგრამ მას შემდეგ რაც გაიგებთ რას ნიშნავს თითოეული სიმბოლო, მისი გამოყენება საკმაოდ მარტივი განტოლებაა.
ვ ნიშნავს მაქსიმალურ ძალას, ლ არის ნიმუშის სიგრძე, ვ არის ნიმუშის სიგანე და დ არის სინჯის სიღრმე. გამოთვალეთ მოქნილი ძალა (σ), გავამრავლოთ ძალა ნიმუშის სიგრძეზე და შემდეგ გავამრავლოთ ეს სამზე. შემდეგ გავამრავლოთ ნიმუშის სიღრმე თავისზე (ე.ი. კვადრატი), გავამრავლოთ შედეგი ნიმუშის სიგანეზე და შემდეგ გავამრავლოთ ის ორზე. დაბოლოს, პირველი შედეგი გავყოთ მეორეზე.
SI ერთეულებში სიგრძე, სიგანე და სიღრმე იზომება მეტრში, ხოლო ძალა ნიუტონში, შედეგი პასკალებით (Pa), ან ნიუტონი მეტრზე კვადრატში. საიმპერატორო ერთეულებში სიგრძე, სიგანე და სიღრმე იზომება ინჩებში, ხოლო ძალა იზომება ფუნტის ძალად, შედეგად კილოგრამები კვადრატულ დიუმზე.
ოთხპუნქტიანი ტესტის მოქნილი სიძლიერის გაანგარიშება
ოთხპუნქტიანი ტესტი იყენებს იგივე სიმბოლოებს, როგორც სამპუნქტიანი ტესტის გაანგარიშება. თუ ვივარაუდებთ, რომ ორი დატვირთვა ან ძალა გამოიყენება, ამიტომ ისინი ნიმუშს მესამედებად ყოფენ, ეს ბევრად უფრო მარტივი გამოიყურება:
σ = FL / wd2
გაითვალისწინეთ, რომ ეს ზუსტად იგივეა, რაც მოქნილი სტრესის ფორმულა სამპუნქტიანი ტესტებისთვის, მაგრამ 3/2 ფაქტორის გარეშე. ასე რომ, უბრალოდ გავამრავლოთ სიგრძეზე გამოყენებული ძალა და შემდეგ გაყო ეს მასალის სიგანეზე გამრავლებული მისი სიღრმეზე კვადრატში.