วิธีการคำนวณโมดูลัสพลาสติก

วิศวกรใช้โมดูลัสส่วนของส่วนตัดขวางของลำแสงเป็นตัวกำหนดความแข็งแรงของลำแสง ในบางกรณี พวกมันใช้โมดูลัสยืดหยุ่นภายใต้สมมติฐานที่ว่าหลังจากกำจัดแรงผิดรูปแล้ว ลำแสงจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิม ในกรณีที่พฤติกรรมของพลาสติกมีผลเหนือกว่า ซึ่งหมายความว่าการเสียรูปจะคงอยู่ถาวรในระดับหนึ่ง พวกเขาจะต้องคำนวณโมดูลัสของพลาสติก นี่คือการคำนวณอย่างตรงไปตรงมาเมื่อคานมีส่วนตัดสมมาตรและวัสดุของคานมีความสม่ำเสมอ แต่เมื่อหน้าตัดหรือคาน องค์ประกอบไม่สม่ำเสมอ จำเป็นต้องแบ่งส่วนตัดขวางเป็นสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ คำนวณโมดูลัสสำหรับแต่ละสี่เหลี่ยมและสรุป ผล.

เมื่อคุณใส่ความเค้นกับจุดใดจุดหนึ่งบนลำแสง ลำแสงจะดึงส่วนหนึ่งของลำแสงไปสู่แรงอัด และอีกส่วนหนึ่งได้รับแรงตึง แกนกลางของพลาสติก (PNA) เป็นเส้นที่ตัดผ่านหน้าตัดของลำแสงที่แยกพื้นที่ภายใต้แรงกดออกจากพื้นที่ภายใต้แรงตึง เส้นนี้ขนานกับทิศทางของความเค้นที่ใช้ วิธีหนึ่งในการกำหนดโมดูลัสพลาสติก (Z) คือช่วงเวลาแรกของพื้นที่รอบแกนนี้เมื่อพื้นที่ด้านบนและด้านล่างของแกนเท่ากัน

ถ้าอา_ค และ A_ตู่ คือ พื้นที่ของหน้าตัดภายใต้การบีบอัดและภายใต้ความตึงตามลำดับ และ d_ค และ d

Z = A_ค • ด_ค + อา_ตู่ •ด_ตู่

สำหรับคานทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีความสูง d และความกว้าง b สม่ำเสมอ สิ่งนี้จะลดเหลือ

Z = bd²/4

เมื่อลำแสงไม่มีหน้าตัดสมมาตรหรือคานประกอบด้วยมากกว่าหนึ่ง วัสดุ พื้นที่ด้านบนและด้านล่างของ PNA อาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่ใช้ ความเครียด การหาตำแหน่ง PNA และการคำนวณโมดูลัสพลาสติกกลายเป็นกระบวนการหลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการหาร พื้นที่หน้าตัดของลำแสงเป็นรูปหลายเหลี่ยม โดยแต่ละส่วนมีพื้นที่เท่ากันซึ่งรับแรงอัดและแรงตึง กองกำลัง. โมเมนต์พลาสติกของลำแสงจึงกลายเป็นผลรวมของพื้นที่ภายใต้แรงอัด คูณด้วยระยะห่างของแต่ละพื้นที่ถึงเซนทรอยด์ ของแรงอัดและคูณด้วยความต้านทานแรงดึงของส่วนนั้น จากนั้นจึงบวกรวมเข้ากับผลรวมเดียวกันสำหรับส่วนที่อยู่ภายใต้ความตึง

โมเมนต์มีองค์ประกอบบวกและลบ ขึ้นอยู่กับทิศทางของความเค้น แกน และการรวมกันของวัสดุในลำแสง โมดูลัสพลาสติกสำหรับลำแสงคือผลรวมของโมเมนต์บวกและโมเมนต์ลบหารด้วยความแข็งแรงของวัสดุของรูปหลายเหลี่ยมแรกในชุดผลบวกสำหรับโมเมนต์พลาสติก