Lai uzzinātu, cik lielu spēku objekts var paciest pirms salaušanas, tas ir noderīgi daudzās situācijās, īpaši inženieriem. Tas jānosaka, pamatojoties uz eksperimentu rezultātiem, kas būtībā ietver materiāla pakļaušanu pieaugošam spēka daudzumam, līdz tas saplīst vai neatgriezeniski saliekas. Bet faktisko aprēķinu veikšana materiāla lieces izturības noteikšanai var šķist patiešām sarežģīta. Par laimi, ja jums ir pieejama pareizā informācija, jūs varat viegli veikt aprēķinu.
Liekuma stiprības definīcija
Liekuma izturība (vai pārrāvuma modulis) ir spēka daudzums, ko objekts var uzņemt, nesalaužot vai neatgriezeniski deformējoties. Ja tas ir grūti, lai saņemtu galvu apkārt, padomājiet par koka dēlīti, kas atbalstīts divos galos.
Ja vēlaties uzzināt, cik koksne ir izturīga, viens no veidiem, kā to pārbaudīt, būtu arvien spēcīgāk nospiest dēļa centru, līdz tas nofiksējas. Maksimālais stumšanas spēks, ko koksne varēja izturēt pirms salaušanas, ir tā lieces izturība. Ja kāds cits koka gabals būtu stiprāks, tas pirms nolaušanas atbalstītu lielāku spēku.
Liekuma izturība patiešām norāda, cik lielu stresu materiāls var uzņemt (lai jūs varētu redzēt atsauces uz “Lieces spriegums”), un to norāda kā spēku (ņūtonos vai mārciņās) uz laukuma vienību (metros kvadrātā vai kvadrātā) collas).
Trīspunktu vai četrpunktu testi
Ir divas lieces izturības pārbaudes metodes, taču tās ir ļoti līdzīgas. Garš taisnstūrveida materiāla paraugs ir atbalstīts tā galos, tāpēc vidū nav atbalsta, bet gali ir izturīgi. Pēc tam vidējai sekcijai tiek pielikta slodze vai spēks, līdz materiāls saplīst.
Priekš trīspunktu lieces izturības pārbaude, parauga centrā tiek pielikta nepārtraukti pieaugoša slodze, līdz materiālā ir pārtraukums vai pastāvīgs saliekums. Liekuma testa mašīna var pielietot arvien lielāku spēka daudzumu un precīzi reģistrēt spēka daudzumu pārrāvuma vietā.
A četrpunktu lieces tests ir ļoti līdzīgs, izņemot to, ka slodze tiek pielikta divos punktos vienlaikus, atkal virzienā uz parauga centru. Visvieglāk ir aprēķināt lieces izturību, ja viena slodze vai spēks tiek pielikts trešdaļā ceļa starp balstiem, bet otrais - divas trešdaļas starp tiem. Tātad šajā piemērā parauga vidējai trešdaļai spēki būtu jāpieliek abās tā pusēs.
Trīspunktu testa lieces izturības aprēķins
Lai veiktu trīs punktu testu, lieces izturība (dots simbols σ) var aprēķināt, izmantojot:
σ = 3FL / 2wd2
Sākumā tas varētu izskatīties biedējoši, bet, kad jūs zināt, ko katrs simbols nozīmē, tas ir diezgan vienkāršs vienādojums.
F ir maksimālais pielietotais spēks, L ir parauga garums, w ir parauga platums un d ir parauga dziļums. Tātad, lai aprēķinātu lieces izturību (σ), reiziniet spēku ar parauga garumu un pēc tam reiziniet to ar trim. Tad reiziniet parauga dziļumu pats ar sevi (t.i., kvadrātveida), rezultātu reiziniet ar parauga platumu un tad reiziniet to ar diviem. Visbeidzot, daliet pirmo rezultātu ar otro.
SI vienībās garumi, platumi un dziļumi tiks mērīti metros, bet spēks tiks mērīts ņūtonos, kā rezultātā paskalos (Pa) vai ņūtonos uz metru kvadrātā. Imperatora mērvienībās garumi, platumi un dziļumi tiks mērīti collās, un spēks tiks mērīts spēka mārciņās, kā rezultātā mārciņas uz kvadrātcollu.
Četru punktu testa lieces izturības aprēķins
Četru punktu pārbaudē tiek izmantoti tie paši simboli kā trīs punktu testa aprēķināšanā. Bet, pieņemot, ka tiek pielietotas divas slodzes vai spēki, lai tie sadalītu izlasi trešdaļās, tas izskatās daudz vienkāršāk:
σ = FL / wd2
Ņemiet vērā, ka tas ir tieši tāds pats kā lieces sprieguma formula trīs punktu testiem, bet bez koeficienta 3/2. Tāpēc vienkārši reiziniet pielietoto spēku ar garumu un pēc tam daliet to ar materiāla platumu, kas reizināts ar tā kvadrāta dziļumu.