Sectiemodulusis een geometrische (dat wil zeggen, vormgerelateerde) eigenschap van een balk die wordt gebruikt in de bouwtechniek. aangegevenZ, het is een directe maat voor de sterkte van de balk. Dit soort sectiemodulus is een van de twee in engineering en wordt specifiek de genoemdelastischsectie modulus. De andere soort elasticiteitsmodulus is deplasticsectie modulus.
Leidingen en andere vormen van buizen zijn net zo essentieel als op zichzelf staande balken in de bouwwereld, en hun unieke geometrie houdt in dat de berekening van de doorsnedemodulus voor dit soort materiaal verschilt van die van andere types. Het bepalen van de sectiemodulus vereist kennis van verschillende intrinsieke of ingebouwde en onveranderlijke eigenschappen van het materiaal in kwestie.
Basis van de sectiemodulus
Verschillende balken gemaakt van verschillende combinaties van materialen kunnen grote variaties hebben in de verdeling van de kleinere individuele vezels in dat gedeelte van de balk, pijp of ander structureel element eronder overweging. De "extreme vezels", of die aan de uiteinden van de secties, worden gedwongen een groter deel te dragen van de belasting waaraan de sectie wordt onderworpen.
De sectiemodulus bepalenZvereist het vinden van de afstandjavan dezwaartepuntvan de sectie, ook wel deneutrale as, tot de uiterste vezels.
De Sectie Modulus Vergelijking
De sectiemodulusvergelijking voor een elastisch object wordt gegeven doorZ = ik / ja, waarjais de hierboven beschreven afstand enikis detweede moment van gebiedvan de sectie. (Deze parameter wordt soms de. genoemdtraagheidsmoment, maar aangezien er andere toepassingen van deze term in de natuurkunde zijn, is het het beste om "tweede moment van het gebied" te gebruiken.)
Omdat verschillende liggers verschillende vormen hebben, nemen de specifieke vergelijkingen voor verschillende secties verschillende vormen aan. Die van een holle buis zoals een pijp is bijvoorbeeld:
Z = \bigg(\frac{π}{4R}\bigg)(R^4 − R_i^4).
Wat is het "tweede moment van het gebied"?
Het tweede moment van gebiedikis een intrinsieke eigenschap van de sectie en weerspiegelt het feit dat de massa van de sectie asymmetrisch kan worden verdeeld en invloed kan hebben op de manier waarop lasten worden behandeld.
Denk aan een massieve stalen deur van een bepaalde grootte en massa en een van dezelfde grootte en massa die bijna alle massa aan de buitenrand heeft, terwijl hij in het midden erg dun is. Intuïtie en ervaring vertellen je waarschijnlijk dat de laatste deur minder snel zou reageren op een poging om hem te duwen openen dicht bij het scharnier dan de deur met een uniforme constructie en dus meer massa dichter bij de scharnier.
Sectiemodulus van pijp:
De vergelijking voor de sectiemodulus van een pijp of holle buis wordt gegeven door
Z = \bigg(\frac{π}{4R}\bigg)(R^4 − R_i^4).
De afleiding van deze vergelijking is niet belangrijk, maar omdat de doorsneden van pijpen cirkelvormig zijn (of als zodanig worden behandeld voor rekenkundige doeleinden als ze dicht bij circulair zijn), zou je een π-constante verwachten, omdat dit opduikt bij het berekenen van gebieden van cirkels.
Opmerken datik = Zy, het tweede moment van gebiedikvoor een pijp is
I = \bigg(\frac{π}{4}\bigg)(R^4 − R_i^4).
Wat betekent dat in deze vorm van de sectiemodulusvergelijking,ja = R.
Sectiemodulus van andere vormen
Mogelijk wordt u gevraagd om de sectiemodulus van een driehoek, rechthoek of andere geometrische structuur te vinden. De vergelijking van een holle rechthoekige sectie heeft bijvoorbeeld de vorm:
Z = \frac{bh^2}{6}
waarbis de breedte van de doorsnede enhis de hoogte.
Online Sectie Modulus Calculator
Hoewel het gemakkelijk is om online sectiemoduluscalculators voor allerlei vormen op te sporen, is het goed om een bedrijf te hebben omgaan met de vergelijkingen en waarom de variabelen zijn wat ze zijn en waarom ze verschijnen waar ze in de formules. Een dergelijke rekenmachine is te vinden in de bronnen.