Zistenie, koľko sily môže objekt tolerovať pred zlomením, sa hodí v mnohých situáciách, najmä pre inžinierov, užitočné. Toto sa musí určiť na základe experimentálnych výsledkov, ktoré v podstate zahŕňajú vystavenie materiálu zvyšujúcemu sa množstvu sily, kým sa nerozbije alebo trvale ohne. Ale vykonávanie skutočných výpočtov na zistenie pevnosti v ohybe materiálu sa môže javiť ako skutočne náročné. Našťastie, za predpokladu, že máte po ruke správne informácie, môžete ľahko zvládnuť výpočet.
Definícia pevnosti v ohybe
Pevnosť v ohybe (alebo modul pretrhnutia) je veľkosť sily, ktorú môže objekt vyvinúť bez toho, aby sa zlomil alebo trvale deformoval. Ak je ťažké dostať hlavu okolo seba, premýšľajte o doske z dreva podopretej na dvoch koncoch.
Ak chcete vedieť, aké silné je drevo, jedným zo spôsobov, ako to otestovať, by bolo silnejšie a silnejšie tlačiť na stred dosky, kým sa nezacvakne. Maximálna prítlačná sila, ktorú drevo vylomí, je jeho pevnosť v ohybe. Keby bol iný kus dreva silnejší, podporil by väčšiu silu pred rozbitím.
Pevnosť v ohybe vám skutočne napovie, koľko materiálu môže najviac namáhať (takže môžete vidieť odkazy na „Ohybové napätie“) a uvádza sa ako sila (v newtonoch alebo librách) na jednotku plochy (v metroch štvorcových alebo štvorcových) palcov).
Trojbodové alebo štvorbodové testy
Existujú dve metódy testovania pevnosti v ohybe, ale sú si veľmi podobné. Dlhá obdĺžniková vzorka materiálu je na svojich koncoch podopretá, takže v strede nie je žiadna podpera, ale konce sú pevné. Potom sa na strednú časť pôsobí záťažou alebo silou, kým sa materiál nerozbije.
Pre trojbodový pri skúške pevnosti v ohybe sa na vzorku pôsobí neustále sa zvyšujúcim zaťažením, až kým nedôjde k pretrhnutiu alebo trvalému ohybu materiálu. Ohybový testovací stroj dokáže vyvinúť väčšie množstvo sily a presne zaznamenať veľkosť sily v mieste zlomu.
A štvorbodový skúška ohybom je veľmi podobná, až na to, že zaťaženie pôsobí súčasne v dvoch bodoch, opäť smerom k stredu vzorky. Najjednoduchšie je vypočítať pevnosť v ohybe, keď jedno zaťaženie alebo sila pôsobia v jednej tretine cesty medzi podperami a druhá v dvoch tretinách cesty medzi nimi. Takže v tomto príklade by stredná tretina vzorky mala sily pôsobiace na obidve jej strany.
Trojbodový test Výpočet pevnosti v ohybe
Pre trojbodový test je pevnosť v ohybe (označená symbolom σ) možno vypočítať pomocou:
σ = 3FL / 2wd2
Spočiatku to môže vyzerať strašidelne, ale keď už viete, čo každý symbol znamená, je to celkom jednoduchá rovnica.
F znamená maximálnu použitú silu, Ľ je dĺžka vzorky, w je šírka vzorky a d je hĺbka vzorky. Takže pre výpočet pevnosti v ohybe (σ), vynásobte silu dĺžkou vzorky a potom ju trikrát. Potom vynásobte hĺbku vzorky samostatne (t. J. Vyrovnajte ju), výsledok vynásobte šírkou vzorky a potom vynásobte dvoma. Nakoniec vydelte prvý výsledok druhým.
V jednotkách SI sa dĺžky, šírky a hĺbky budú merať v metroch, zatiaľ čo sila sa bude merať v newtonoch, s výsledkom v pascaloch (Pa) alebo newtonoch na meter štvorcový. V imperiálnych jednotkách sa dĺžky, šírky a hĺbky budú merať v palcoch a sila sa bude merať v librách - sila, s výsledkom v librách na štvorcový palec.
Štvorbodový test Výpočet pevnosti v ohybe
Pri štvorbodovom teste sa používajú rovnaké symboly ako pri výpočte trojbodového testu. Ale za predpokladu, že tieto dve zaťaženia alebo sily pôsobia tak, že rozdelia vzorku na tretiny, vyzerá to oveľa jednoduchšie:
σ = FL / hm2
Upozorňujeme, že je to presne to isté ako vzorec ohybového napätia pre trojbodové skúšky, ale bez koeficientu 3/2. Takže jednoducho vynásobte použitú silu dĺžkou a potom ju vydelte šírkou materiálu vynásobenou druhou mocninou.