Модуль перерізує геометричною (тобто пов’язаною з формою) властивістю балки, що використовується в конструкційному будівництві. ПозначаєтьсяZ, це прямий показник міцності балки. Цей тип модуля перерізу є одним із двох в техніці, і його спеціально називаютьеластичниймодуль перетину. Іншим видом модуля пружності єпластикмодуль перетину.
Труби та інші форми НКТ є настільки ж важливими, як і окремі балки у світі будівництва, та їх унікальність геометрія передбачає, що розрахунок модуля перерізу для цього виду матеріалу відрізняється від розрахунку іншого типи. Визначення модуля перерізу вимагає знання різних внутрішніх, або вбудованих, і незмінних властивостей матеріалу, про який йде мова.
Основа модуля розділу
Різні балки, виготовлені з різних комбінацій матеріалів, можуть мати різні варіації розподілу менші окремі волокна в цій ділянці балки, труби або іншого конструктивного елемента під розгляд. "Крайні волокна", або ті, що знаходяться на кінцях секцій, змушені нести більшу частку будь-якого навантаження, якій піддається секція.
Визначення модуля перерізуZвимагає з'ясування відстанірвідцентроїдрозділу, який також називаютьнейтральна вісь, до крайніх волокон.
Рівняння модуля розділу
Рівняння модуля перерізу для пружного об'єкта задається формулоюZ = Я / р, дер- відстань, описана вище іЯєдругий момент площірозділу. (Цей параметр іноді називаютьмомент інерції, але оскільки в фізиці існують інші застосування цього терміна, найкраще використовувати "другий момент площі".)
Оскільки різні балки мають різну форму, конкретні рівняння для різних перерізів приймають різні форми. Наприклад, така порожниста трубка, як труба, є
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Що таке "Другий момент площі"?
Другий момент площіЯє внутрішньою властивістю секції і відображає той факт, що маса секції може розподілятися асиметрично і впливати на обробку навантажень.
Подумайте про цілісні сталеві двері заданого розміру та маси, а також про однакові розміри та маси, які мають майже всю масу на зовнішньому краї, а в середині дуже тонкі. Інтуїція та досвід, мабуть, підказують, що останні двері реагували б менш охоче на спробу їх штовхнути відкриваються близько до петлі, ніж двері з рівномірною конструкцією і, отже, більше маси розташовані ближче до шарнірний.
Модуль перетину труби
Рівняння для модуля перерізу труби або порожнистої труби задано формулою
Z = \ bigg (\ frac {π} {4R} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Виведення цього рівняння не є важливим, але оскільки поперечні перерізи труб є круглими (або розглядаються як такі для для обчислювальних цілей, якщо вони близькі до кругових), ви очікували б бачити константу π, оскільки це вискакує при обчисленні областей гуртків.
Відзначаючи цеЯ = Zy, другий момент областіЯдля труби є
I = \ bigg (\ frac {π} {4} \ bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).
Що означає, що в цій формі рівняння модуля перерізу,р = Р..
Модуль розділу інших форм
Можливо, вам буде запропоновано знайти модуль перерізу трикутника, прямокутника або іншої геометричної структури. Наприклад, рівняння порожнистого прямокутного перерізу має вигляд:
Z = \ frac {bh ^ 2} {6}
деb- ширина поперечного перерізу іh- це висота.
Онлайн калькулятор модулів розділів
Хоча легко відстежити онлайн-калькулятори модулів розділів для будь-яких форм, добре мати фірму обробляти рівняння та чому змінні є такими, якими вони є, і чому вони з'являються там, де вони є в формули. Один із таких калькуляторів міститься в Ресурсах.