Če želite ugotoviti, kako močan je material, lahko na en način preizkusite, kako enostavno ga je zlomiti. The modul pretrganja, znan tudi kot upogibna trdnost ali prečna rupturalna trdnost, vam daje največjo nosilnost tik preden se material zlomi. Za material, kot je les, ima modul pretrganja uporabo v inženirstvu in gradbeništvu.
Modul pretrganja je merjenje tlaka ali sile na enoto površine. Znanstveniki in inženirji za določanje modula pretrganja uporabljajo vrsto velikosti za tlak. Najdete ga lahko v enotah paskalov ali megapaskalov, pa tudi v kilogramih na kvadratni palec ali psi.
Ko se materiali upogibajo kot odziv na stres, se stisnejo vzdolž ene strani in raztegnejo vzdolž druge. Ko na primer potisnete kos lesa navzdol, se raztegnjena stran razširi v smeri levo, navzdol in desno. Raziskovalci pogosto uporabljajo Youngov modul, merilo togosti, ki opisuje ta učinek.
Izračunaj modul pretrganja
Z enačbo lahko izračunate modul pretrganja, "sigma" σr = 3Fx / yz2 za obremenitveno silo F dimenzije in velikosti v treh smereh,
x, y in z materiala. V tem primeru je obremenitev zunanja sila, ki deluje na material, ki nas zanima. Obremenitvena sila deluje na sredino nosilca materiala, nekoliko dvignjenega nad tlemi. Iz te eksperimentalne nastavitve, znane kot preskus obremenitve središčne točke, lahko opazite deformacijo materiala kot odziv na obremenitev, ki je nanj vplivala.Pri tem izračunu naj bodo vaše enote dosledne. Če uporabite palce za dimenzije in kilograme za silo obremenitve, bi modul pretrganja imel enote kilogramov na kvadratni centimeter.
Pazite, da modula pretrganja ne zamenjate z natezno trdnostjo, σTS, sposobnost materiala, da se upre, ko je pod napetostjo. Medtem ko modul pretrganja meri specifični tlak, pri katerem se material kmalu zlomi, natezna trdnost predstavlja sposobnost materiala, da se upogne in deformira pred zlomom.
Preskus upogiba v treh točkah
Inženirji uporabljajo tritočkovni preskus upogiba pri določanju trdnosti vezi ali modula porušitve materiala. V nasprotju s preskusom obremenitve središčne točke ta metoda uporablja dve različni sili vzdolž materiala žarka, ki ga razdeli na tri enake dele.
Ko uporabljene sile upogibajo material, naj bo to les, cement ali katera koli druga snov, spremljajo temperaturo in kako se delci v materialu porazdelijo kot odziv na stres. To storijo, da zagotovijo, da material prenese pritiske v aplikacijah, kot so temelji za zgradbe ali drugi projekti.
Medtem ko inženirji ustvarjajo grafiko, kako se material premakne kot odziv na različne količine sile, preučujejo, kako se materiali deformirajo. Nato lahko izračunajo Youngov modul in modul pretrganja.
Sestavni deli moči
Za cementno matrico, vrsto materiala, ki se uporablja v civilni infrastrukturi, ogljikova vlakna, nanovlakna ali nanocevke, zaradi katerih material zagotavlja strukturno trdnost. Te sestavne dele cementne matrice lahko uporabite za zaznavanje, elektromagnetno zaščito pred škodljivimi sevanji in preprečevanje korodiranja snovi.
Glede na vrsto komponent, ki tvorijo te cementne matrice, jih lahko preučite glede fizikalnih in kemijskih lastnosti lastnosti, kot so dovzetnost za toploto in elektriko, sposobnost prevajanja toka in sposobnost shranjevanja ali prenosa toplota.
Nekateri materiali uporabljajo kompozite velikosti zrn v nanometrskem merilu. Te snovi na osnovi nanokompozitov imajo ponavadi višje vrednosti modula elastičnosti, kako hitro se obremenitev materiala spremeni pod pritiskom. Kemična razporeditev molekul na nanometru pomeni, da imajo ti materiali večje natezne trdnosti, trdoto, žilavost in odpornost na obrabo.