Ja jums ir nepieciešams noskaidrot, cik materiāls ir izturīgs, viens no veidiem ir pārbaudīt, cik viegli ir salauzt. The pārrāvuma modulis, kas pazīstams arī kā lieces izturība vai šķērsvirziena pārrāvuma izturība, dod jums maksimālo kravnesību tieši pirms materiāla pārtraukuma. Tādam materiālam kā koks, plīsuma modulis ir pielietojams inženierzinātnēs un būvniecībā.
Pārrāvuma modulis ir spiediena jeb spēka mērījums uz laukuma vienību. Zinātnieki un inženieri izmanto spiediena lielumu masīvu, lai noteiktu pārrāvuma moduli. Jūs varat atrast to izteiktu paskalos vai megapaskalos, kā arī mārciņās uz kvadrātcollu vai psi.
Materiāliem liekoties, reaģējot uz stresu, tie saspiež vienā pusē un stiepjas gar otru. Piemēram, nospiežot koka gabalu uz leju, izstieptā puse paplašināsies pa kreisi, uz leju un pa labi. Pētnieki bieži izmanto Janga modulis, stīvuma mērs, lai aprakstītu šo efektu.
Aprēķiniet pārrāvuma moduli
Izmantojot vienādojumu, jūs varat aprēķināt pārrāvuma moduli "sigma" σr = 3Fx / yz2 slodzes spēkam
F un izmēru izmēri trīs virzienos, x, y un z no materiāla. Šajā gadījumā slodze ir ārējais spēks, kas tiek likts uz interesējošo materiālu. Slodzes spēks tiek piemērots materiāla stara centram, kas ir nedaudz pacelts virs zemes. Izmantojot šo eksperimentālo iestatījumu, kas pazīstams kā centra punkta slodzes tests, jūs varat novērot materiāla deformāciju, reaģējot uz tam piemēroto stresu.Veicot šo aprēķinu, saglabājiet vienības konsekventas. Ja slodzes spēka izmēriem un mārciņām izmantojat collas, pārrāvuma modulim būtu mārciņu vienības uz kvadrātcollu.
Pārliecinieties, ka nesajauciet pārrāvuma moduli ar stiepes izturību, σTS, materiāla spēja pretoties salaušanai, kad tas ir saspringts. Kamēr plīsuma modulis mēra specifisko spiedienu, pie kura materiāls gatavojas saplīst, stiepes izturība norāda materiāla spēju saliekties un deformēties pirms pārrāvuma.
Trīspunktu lieces tests
Inženieri izmanto trīspunktu lieces testu, lai noteiktu materiāla saites stiprību vai pārrāvuma moduli. Atšķirībā no centra punkta slodzes testa, izmantojot šo metodi, sijas materiālā tiek izmantoti divi dažādi spēki, kas to sadala trīs vienādās daļās.
Kad pielietotie spēki liek materiālu, neatkarīgi no tā, vai tas ir koks, cements vai jebkura cita viela, tie seko temperatūrai un tam, kā materiālā esošās daļiņas sadalās, reaģējot uz stresu. Viņi to dara, lai pārliecinātos, ka materiāls iztur spiedienu lietojumos, piemēram, ēku pamatos vai citos projektos.
Kad inženieri izveido grafikus par to, kā materiāls pats sevi izstumj, reaģējot uz dažādiem spēka apjomiem, viņi pēta, kā materiāli tiek deformēti. Pēc tam viņi var aprēķināt Janga modeli un pārrāvuma moduli.
Spēka sastāvdaļas
Cementa matricai materiāla veids, ko izmanto civilajā infrastruktūrā, oglekļa šķiedras, nanopiedras vai nanocaurules, kas padara materiālu strukturālu izturību. Šos cementa matricas komponentus varat izmantot, lai uztvertu, elektromagnētiski aizsargātu kaitīgo starojumu un novērstu vielu koroziju.
Atkarībā no komponentu veida, kas veido šīs cementa matricas, varat izpētīt to fizikālās un ķīmiskās īpašības tādas īpašības kā uzņēmība pret siltumu un elektrību, spēja vadīt strāvu un spēja uzglabāt vai pārnest karstums.
Dažos materiālos nanometru mērogā tiek izmantoti graudu izmēra kompozīti. Šīm vielām, kuru pamatā ir nanokompozīti, parasti ir lielākas elastības moduļa vērtības, cik ātri mainās materiāla spriegums zem spiediena. Ķīmisko molekulu izvietojums nanoskaļā nozīmē, ka šiem materiāliem ir lielāka stiepes izturība, cietība, izturība un izturība pret nodilumu.