Ако требате да откријете колико је материјал чврст, један од начина је да тестирате колико се лако ломи. Тхе модул руптуре, такође познат као чврстоћа на савијање или попречна руптурална чврстоћа, пружа вам максималну носивост непосредно пре пуцања материјала. За материјал попут дрвета, модул пукнућа има примену у инжењерству и грађевинарству.
Модул пукнућа је мерење притиска или силе по јединици површине. Научници и инжењери користе низ величина за притисак при одређивању модула руптуре. Можете га наћи изражен у јединицама паскала или мегапаскала као и килограмима по квадратном инчу или пси.
Како се материјали савијају као одговор на стрес, сабијају се дуж једне, а истежу дуж друге. На пример, док притискате комад дрвета према доле, испружена страна ће се ширити у левом, доњем и десном смеру. Истраживачи често користе Иоунг-ов модул, мера крутости, која описује овај ефекат.
Израчунајте модул пукнућа
Можете израчунати модул пукнућа, "сигма", користећи једначину σр = 3Фк / из2 за силу оптерећења
Ф и димензије величине у три правца, Икс, г. и з, материјала. У овом случају, оптерећење је спољна сила која делује на материјал од интереса. Сила оптерећења примењује се на средиште снопа материјала уздигнутог мало изнад земље. Из ове експерименталне поставке, познате као тест оптерећења средишње тачке, можете уочити деформацију материјала као одговор на напон на њега.Нека ваше јединице буду доследне приликом извођења овог израчунавања. Ако користите инче за димензије и фунте за силу оптерећења, модул пукнућа имао би јединице фунти по квадратном инчу.
Обавезно не помешајте модул пукнућа са затезном чврстоћом, σТС, способност материјала да се одупре ломљењу када је под напоном. Док модул пукнућа мери специфични притисак при којем ће материјал да се сломи, влачна чврстоћа представља способност материјала да се савије и деформише пре лома.
Тест савијања у три тачке
Инжењери користе тест савијања у три тачке за одређивање чврстоће везе или модула пукнућа материјала. За разлику од теста оптерећења средишње тачке, овај метод користи две различите силе дуж материјала снопа које га деле на три једнака дела.
Како примењене силе савијају материјал, било да је то дрво, цемент или било која друга супстанца, они прате температуру и начин на који се честице у материјалу распоређују као одговор на стрес. То раде како би били сигурни да материјал може да издржи притиске у применама као што су темељи за зграде или други пројекти.
Док инжењери креирају графиконе како се материјал премешта као одговор на различите количине силе, они проучавају како се материјали деформишу. Затим могу израчунати Иоунгов модул и модул руптуре.
Компоненте снаге
За цементну матрицу, врсту материјала који се користи у цивилној инфраструктури, угљенична влакна, нано влакна или наноцеви које чине материјал пружају структурну чврстоћу. Ове компоненте цементне матрице можете користити за детекцију, електромагнетно заштитно заштиту штетног зрачења и спречавање корозије супстанци.
У зависности од врсте компонената које чине ове цементне матрице, можете их проучити на физички и хемијски својства као што су подложност топлоти и електричној енергији, способност спровођења струје и способност складиштења или преноса топлота.
Неки материјали користе композите величине зрна у нанометарским размерама. Ове супстанце на бази нанокомпозита имају тенденцију да имају веће вредности модула еластичности, колико брзо се стрес на материјалу мења када је под притиском. Хемијски распоред молекула на нано скали значи да ови материјали имају већу влачну чврстоћу, тврдоћу, жилавост и отпорност на трошење.