Moduł przekrojujest geometryczną (to znaczy związaną z kształtem) właściwością belki stosowaną w inżynierii budowlanej. OznaczoneZ, jest to bezpośrednia miara wytrzymałości belki. Ten rodzaj modułu przekroju jest jednym z dwóch w inżynierii i jest specjalnie nazywany calledelastycznymoduł przekroju. Innym rodzajem modułu sprężystości jestPlastikowymoduł przekroju.
Rury i inne formy przewodów rurowych są w świecie budowlanym tak samo ważne, jak samodzielne belki, a ich unikatowość geometria oznacza, że obliczenia wskaźnika przekroju dla tego rodzaju materiału różnią się od innych typy. Wyznaczenie wskaźnika przekroju wymaga znajomości różnych wewnętrznych lub wbudowanych i niezmiennych właściwości danego materiału.
Podstawa modułu przekroju
Różne belki wykonane z różnych kombinacji materiałów mogą mieć duże różnice w rozkładzie mniejsze pojedyncze włókna w tym odcinku belki, rury lub innego elementu konstrukcyjnego pod wynagrodzenie. „Włókna ekstremalne” lub te na końcach sekcji są zmuszone do przenoszenia większej części obciążenia, któremu poddawana jest sekcja.
Określanie modułu przekrojuZwymaga określenia odległościtakodcentroidsekcji, zwanej równieżOś neutralna, do skrajnych włókien.
Równanie modułu przekroju
Równanie modułu przekroju dla obiektu sprężystego jest podane przezZ = ja / tak, gdzietakto odległość opisana powyżej ijajestdrugi moment obszarusekcji. (Ten parametr jest czasami nazywanymoment bezwładności, ale ponieważ istnieją inne zastosowania tego terminu w fizyce, najlepiej jest użyć „drugiego momentu pola”.
Ponieważ różne belki mają różne kształty, specyficzne równania dla różnych przekrojów przybierają różne formy. Na przykład pusta rura, taka jak rura, jest
Z = \bigg(\frac{π}{4R}\bigg)(R^4 − R_i^4).
Co to jest „drugi moment obszaru”?
Drugi moment obszarujajest nieodłączną właściwością sekcji i odzwierciedla fakt, że masa sekcji może być rozłożona asymetrycznie i wpływać na sposób obsługi obciążeń.
Pomyśl o solidnych stalowych drzwiach o danym rozmiarze i masie oraz o identycznych wymiarach i masie, które mają prawie całą masę na zewnętrznej krawędzi, a jednocześnie są bardzo cienkie w środku. Intuicja i doświadczenie prawdopodobnie podpowiadają, że te drugie drzwi mniej chętnie zareagują na próbę ich popchnięcia otwierają się blisko zawiasu niż drzwi o jednolitej konstrukcji, a więc większej masie położonej bliżej zawiasu zawias.
Moduł przekroju rury
Równanie modułu przekroju rury lub pustej rury jest podane przez
Z = \bigg(\frac{π}{4R}\bigg)(R^4 − R_i^4).
Wyprowadzenie tego równania nie jest ważne, ale dlatego, że przekroje rur są kołowe (lub są traktowane jako takie dla celów obliczeniowych, jeśli są zbliżone do kołowych), można się spodziewać stałej π, ponieważ pojawia się ona podczas obliczania obszarów kręgi.
Zauważając, żeja = Zy, drugi moment powierzchnijadla fajki jest
I = \bigg(\frac{π}{4}\bigg)(R^4 − R_i^4).
Co oznacza, że w tej postaci równania modułu przekroju,tak = R.
Moduł przekroju innych kształtów
Możesz zostać poproszony o znalezienie modułu przekroju trójkąta, prostokąta lub innej struktury geometrycznej. Na przykład równanie wydrążonej prostokątnej sekcji ma postać:
Z = \frac{bh^2}{6}
gdziebto szerokość przekroju ihto wysokość.
Kalkulator modułu przekroju online
Chociaż łatwo jest wyśledzić kalkulatory modułu przekroju online dla wszelkiego rodzaju kształtów, dobrze jest mieć firmę radzić sobie z równaniami i dlaczego zmienne są takie, jakie są i dlaczego pojawiają się tam, gdzie występują w formuły. Jeden z takich kalkulatorów znajduje się w Zasobie.