재료의 강도를 파악해야하는 경우 한 가지 방법은 깨지기 쉬운 정도를 테스트하는 것입니다. 그만큼 파열 계수굽힘 강도 또는 횡단 파열 강도라고도하는은 재료가 파손되기 직전에 최대 하중 용량을 제공합니다. 목재와 같은 재료의 경우 파열 계수는 엔지니어링 및 건설에 적용됩니다.
파열 계수는 압력 또는 단위 면적당 힘의 측정 값입니다. 과학자와 엔지니어는 파열 계수를 결정할 때 압력에 대해 다양한 크기를 사용합니다. 파스칼 또는 메가 파스칼 단위와 평방 인치당 파운드 또는 psi로 표시되는 것을 찾을 수 있습니다.
재료는 응력에 반응하여 구부러지면서 한쪽을 따라 압축되고 다른 쪽을 따라 늘어납니다. 예를 들어, 나무 조각을 아래로 누르면 늘어난면이 왼쪽, 아래쪽 및 오른쪽 방향으로 확장됩니다. 연구원은 종종 영 계수이 효과를 설명하기위한 강성의 척도입니다.
파열 계수 계산
다음 방정식을 사용하여 파열 계수 "시그마"를 계산할 수 있습니다. σ아르 자형 = 3Fx / yz2 하 중력 에프 세 방향의 크기 치수, 엑스, 와이 및 z, 재료. 이 경우 하중은 관심있는 재료에 가해지는 외력입니다. 하중은지면보다 약간 높은 재료 빔의 중심에 적용됩니다. 중심점 하중 테스트로 알려진이 실험 설정에서 재료에 적용된 응력에 대한 반응으로 재료의 변형을 관찰 할 수 있습니다.
이 계산을 수행 할 때 단위를 일관되게 유지하십시오. 치수에 인치를 사용하고 하중 힘에 파운드를 사용하는 경우 파열 계수는 평방 인치당 파운드 단위가됩니다.
파열 계수와 인장 강도를 혼동하지 않도록하십시오. σTS, 장력을받을 때 깨지지 않는 재료의 능력. 파열 계수는 재료가 깨지기 직전의 특정 압력을 측정하는 반면, 인장 강도는 재료가 깨지기 전에 구부러지고 변형되는 능력을 나타냅니다.
3 점 굽힘 테스트
엔지니어는 재료의 결합 강도 또는 파열 계수를 결정할 때 3 점 굽힘 테스트를 사용합니다. 중심점 하중 테스트와 달리이 방법은 빔을 3 개의 동일한 부분으로 나누는 빔의 재료를 따라 두 가지 다른 힘을 사용합니다.
적용된 힘이 재료 (나무, 시멘트 또는 기타 물질)를 구부리면 온도와 재료의 입자가 응력에 반응하여 어떻게 분산되는지를 추적합니다. 재료가 건물 또는 기타 프로젝트의 기초와 같은 응용 분야의 압력을 견딜 수 있는지 확인하기 위해 이렇게합니다.
엔지니어는 서로 다른 힘에 반응하여 재료가 어떻게 변위되는지 그래프를 만들면서 재료가 변형되는 방식을 연구합니다. 그런 다음 Young 's modulus 및 modulus of rupture를 계산할 수 있습니다.
힘의 성분
시멘트 매트릭스의 경우, 토목 기반 시설에 사용되는 재료 유형 인 탄소 섬유, 나노 섬유 또는 재료를 만드는 나노 튜브가 구조적 강도를 제공합니다. 시멘트 매트릭스의 이러한 구성 요소는 유해 방사선의 감지, 전자기 차폐 및 물질 부식 방지에 사용할 수 있습니다.
이러한 시멘트 매트릭스를 만드는 구성 요소의 유형에 따라 물리적 및 화학적 요소를 연구 할 수 있습니다. 열과 전기에 대한 민감성, 전류 전도 능력 및 저장 또는 전송 능력과 같은 특성 열.
일부 재료는 나노 미터 규모의 입자 크기 복합재를 사용합니다. 이러한 나노 복합체 기반 물질은 탄성 계수에 대해 더 높은 값을 갖는 경향이 있으며, 압력을받을 때 재료에 가해지는 응력이 얼마나 빨리 변합니다. 나노 스케일에서 분자의 화학적 배열은 이러한 물질이 더 큰 인장 강도, 경도, 인성 및 마모에 대한 저항성을 갖는다는 것을 의미합니다.