Ak potrebujete zistiť, aký silný je materiál, jedným spôsobom je vyskúšať, ako ľahko sa dá rozbiť. The modul pretrhnutia, známa tiež ako pevnosť v ohybe alebo priečna pevnosť v lome, vám poskytne maximálnu nosnosť tesne pred zlomením materiálu. Pre materiál ako drevo má modul lomu uplatnenie v strojárstve a stavebníctve.
Modul prasknutia je meranie tlaku alebo sily na jednotku plochy. Vedci a inžinieri používajú pri určovaní modulu pretrhnutia množstvo tlakových polôh. Nájdete ho vyjadrený v jednotkách pascalov alebo megapascalov, rovnako ako libry na štvorcový palec alebo psi.
Keď sa materiály ohýbajú v reakcii na stres, stláčajú sa na jednej strane a tiahnu sa na druhej. Keď napríklad tlačíte na kus dreva smerom dole, natiahnutá strana sa rozšíri v smere doľava, dole a doprava. Vedci často používajú Youngov modul, miera tuhosti, na opísanie tohto javu.
Vypočítajte modul prasknutia
Modul pretrhnutia „sigma“ môžete vypočítať pomocou rovnice σr = 3Fx / yz2 pre záťažovú silu F a rozmerové rozmery v troch smeroch,
X, r a z materiálu. V tomto prípade je zaťažením vonkajšia sila pôsobiaca na predmetný materiál. Zaťažovacia sila pôsobí na stred lúča materiálu vyvýšený mierne nad zemou. Z tohto experimentálneho nastavenia, známeho ako skúška zaťaženia stredového bodu, môžete pozorovať deformáciu materiálu v reakcii na namáhanie, ktoré na neho pôsobí.Pri vykonávaní tohto výpočtu zachovajte jednotnosť svojich jednotiek. Ak použijete palce pre rozmery a libry pre zaťažovaciu silu, modul pretrhnutia by mal jednotky libier na štvorcový palec.
Dajte pozor, aby ste si nepomýlili modul lomu s pevnosťou v ťahu, σTS, schopnosť materiálu odolávať rozbitiu, keď je pod napätím. Zatiaľ čo modul pretrhnutia meria špecifický tlak, pri ktorom sa materiál chystá prasknúť, pevnosť v ťahu predstavuje schopnosť materiálu ohýbať sa a deformovať pred zlomením.
Test trojbodovým ohybom
Inžinieri používajú na stanovenie pevnosti spoja alebo modulu lomu materiálu skúšku trojbodovým ohybom. Na rozdiel od skúšky zaťaženia stredového bodu táto metóda využíva dve rôzne sily pozdĺž materiálu lúča, ktoré ho rozdeľujú na tri rovnaké časti.
Pretože pôsobiace sily ohýbajú materiál, či už je to drevo, cement alebo akákoľvek iná látka, sledujú teplotu a to, ako sa častice v materiáli distribuujú v reakcii na napätie. Robia to preto, aby sa ubezpečili, že materiál odolá tlakom v aplikáciách, ako sú základy budov alebo iné projekty.
Keď inžinieri vytvárajú grafy toho, ako sa materiál premiestňuje v reakcii na rôzne množstvá sily, študujú, ako materiály podliehajú deformácii. Potom môžu vypočítať Youngov modul a modul pretrhnutia.
Zložky sily
V prípade cementovej matrice predstavuje typ materiálu používaný v civilnej infraštruktúre štrukturálnu pevnosť uhlíkové vlákna, nanovlákna alebo nanorúrky, vďaka ktorým je materiál vyrobený. Tieto komponenty cementovej matrice môžete použiť na snímanie, elektromagnetické tienenie škodlivého žiarenia a na zabránenie korózie látok.
V závislosti od typu komponentov, ktoré vytvárajú tieto cementové matrice, ich môžete študovať z hľadiska fyzikálnych a chemických vlastnosti ako náchylnosť na teplo a elektrinu, schopnosť viesť prúd a kapacita na ukladanie alebo prenos teplo.
Niektoré materiály používajú kompozity veľkosti zrna v nanometrovej mierke. Tieto látky na báze nanokompozitu majú tendenciu mať vyššie hodnoty modulu pružnosti, ako rýchlo sa mení tlak na materiál, keď je pod tlakom. Chemické usporiadanie molekúl na nanorozmeroch znamená, že tieto materiály majú väčšiu pevnosť v ťahu, tvrdosť, húževnatosť a odolnosť voči opotrebovaniu.