Modulul secțiuniieste o proprietate geometrică (adică legată de formă) a unei grinzi utilizate în ingineria structurală. NotatZ, este o măsură directă a rezistenței fasciculului. Acest tip de modul de secțiune este unul din două în inginerie și se numește în mod specificelasticmodulul secțiunii. Celălalt tip de modul elastic esteplasticmodulul secțiunii.
Țevile și alte forme de tuburi sunt la fel de esențiale ca grinzile de sine stătătoare din lumea construcțiilor și sunt unice geometria implică faptul că calculul modulului secțiunii pentru acest tip de material este diferit de cel al altora tipuri. Determinarea modulului secțiunii necesită cunoașterea diferitelor proprietăți intrinseci sau încorporate și neschimbabile ale materialului în cauză.
Baza modulului secțiunii
Diferite grinzi realizate din diferite combinații de materiale pot avea variații mari în distribuția fibrele individuale mai mici din acea secțiune a grinzii, a țevii sau a altui element structural sub considerare. „Fibrele extreme” sau cele de la capetele secțiunilor sunt forțate să suporte o fracțiune mai mare din orice sarcină la care este supusă secțiunea.
Determinarea modulului secțiuniiZnecesită aflarea distanțeiyde lacentroiddin secțiune, numită șiax neutru, până la fibrele extreme.
Ecuația modulului secțiunii
Ecuația modulului secțiunii pentru un obiect elastic este dată deZ = Eu / y, Undeyeste distanța descrisă mai sus șiEuesteal doilea moment al zoneia secțiunii. (Acest parametru este uneori numitmoment de inerție, dar deoarece există alte aplicații ale acestui termen în fizică, cel mai bine este să folosiți „al doilea moment al zonei”.)
Deoarece grinzile diferite au forme diferite, ecuațiile specifice pentru diferite secțiuni își asumă forme diferite. De exemplu, cel al unui tub gol, cum ar fi o țeavă, este
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Care este „al doilea moment al zonei”?
Al doilea moment al zoneiEueste o proprietate intrinsecă a secțiunii și reflectă faptul că masa secțiunii poate fi distribuită asimetric și poate afecta modul în care sunt manipulate sarcinile.
Gândiți-vă la o ușă solidă din oțel cu o anumită dimensiune și masă și una cu dimensiuni și mase identice, care are aproape toată masa pe marginea exterioară, fiind în același timp foarte subțire la mijloc. Intuiția și experiența vă spun probabil că această din urmă ușă ar răspunde mai puțin ușor la o încercare de a o împinge deschideți aproape de balama decât ușa cu o construcție uniformă și, prin urmare, mai multă masă situată mai aproape de balama.
Secțiunea Modulul conductei
Ecuația pentru modulul secțiunii unei țevi sau a unui tub gol este dată de
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Derivarea acestei ecuații nu este importantă, ci pentru că secțiunile transversale ale conductelor sunt circulare (sau sunt tratate ca atare pentru în cazul în care acestea sunt apropiate de circulare), v-ați aștepta să vedeți o constantă π, deoarece aceasta apare atunci când calculează ariile de cercuri.
Observând căEu = Zy, al doilea moment al zoneiEucăci o țeavă este
I = \ bigg (\ frac {π} {4} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Ceea ce înseamnă că, în această formă a ecuației modulului secțiunii,y = R.
Secțiunea Modulul altor forme
Vi se poate cere să găsiți modulul secțiunii unui triunghi, dreptunghi sau altă structură geometrică. De exemplu, ecuația unei secțiuni dreptunghiulare goale are forma:
Z = \ frac {bh ^ 2} {6}
Undebeste lățimea secțiunii transversale șiheste înălțimea.
Secțiunea online Modulus Calculator
Deși este ușor de urmărit calculatoarele de modul de secțiune online pentru tot felul de forme, este bine să aveți o firmă gestionează ecuațiile și de ce variabilele sunt ceea ce sunt și de ce apar acolo unde apar în formule. Un astfel de calculator este furnizat în Resurse.