Ingenjörer använder tvärsnittsmodulen för en balk som en avgörande faktorer för balkens styrka. I vissa fall använder de den elastiska modulen under antagandet att efter att en deformerande kraft har tagits bort, återgår strålen till sin ursprungliga form. I fall där plastbeteende är dominerande, vilket innebär att deformationen är permanent till viss del, måste de beräkna plastmodulen. Detta är en enkel beräkning när strålen har ett symmetriskt tvärsnitt och strålmaterialet är enhetligt, men när tvärsnittet eller strålen kompositionen är oregelbunden, blir det nödvändigt att dela tvärsnittet i små rektanglar, beräkna modul för varje rektangel och summera resultat.
Rektangulära tvärsnittsbjälkar
När du anstränger en punkt på en stråle utsätter den en del av strålen för en kompressionskraft och den andra delen för en spänningskraft. Den plastneutrala axeln (PNA) är linjen genom tvärsnittet av strålen som skiljer området under kompression från det under spänning. Denna linje är parallell med riktningen för den applicerade spänningen. Ett sätt att definiera plastmodulen (Z) är som det första ögonblicket runt denna axel när områdena ovanför och under axeln är lika.
Om enC och AT är tvärsektionens områden under kompression respektive under spänning, och dC och dT är avstånden från centroiderna i områdena under kompression och under spänning från PNA, kan plastmodulen beräknas med följande formel:
Z = AC • dC + AT • dT
För en jämn rektangulär balk med höjd d och bredd b reduceras detta till:
Z = bd2/4
Icke-enhetliga och icke-symmetriska strålar
När en stråle inte har ett symmetriskt tvärsnitt eller om strålen består av mer än en material, kan områdena ovanför och under PNA vara olika, beroende på appliceringstidpunkten påfrestning. Att lokalisera PNA och beräkna plastmodulen blir flerstegsprocesser som innebär att man delar upp strålens tvärsnittsarea till polygoner, var och en har lika stora områden som genomgår kompression och spänning krafter. Strålens plastmoment blir således en summering av områdena under kompression, multiplicerat med avståndet för varje område till centrum kompression och multiplicerat med draghållfastheten för den sektionen, som sedan läggs till samma summering för sektionerna under spänning.
Momentet har en positiv och negativ komponent, beroende på spänningsriktningen, axeln och kombinationen av material i strålen. Plastmodulen för strålen är således summan av de positiva och negativa momenten dividerat med materialstyrkan för den första polygonen i summeringsserien för plastmomentet.