Obsah
- Definícia pevnosti v ohybe
- Trojbodové alebo štvorbodové testy
- Výpočet trojbodovej pevnosti v ohybe
- Výpočet štvorbodovej pevnosti v ohybe
Zistenie, akú silu môže objekt tolerovať pred zlomením, sa hodí v mnohých situáciách, najmä pre inžinierov. Toto sa musí určiť na základe experimentálnych výsledkov, ktoré v podstate zahŕňajú vystavenie materiálu zvýšenému množstvu sily, až kým sa nerozbije alebo natrvalo neohne. Vykonanie skutočných výpočtov na zistenie pevnosti v ohybe materiálu sa môže zdať naozaj náročné. Našťastie, ak máte k dispozícii správne informácie, môžete sa s výpočtom ľahko vyrovnať.
Definícia pevnosti v ohybe
Pevnosť v ohybe (alebo modul pretrhnutia) je veľkosť sily, ktorú môže predmet vyvinúť bez porušenia alebo trvalej deformácie. Ak je to ťažké obísť hlavu, premýšľajte o doske z dreva podopretej na dvoch koncoch. Ak chcete vedieť, aké silné je drevo, jedným zo spôsobov, ako otestovať, by bolo ťažšie a ťažšie zatlačiť do stredu dosky, až kým nezacvakne. Maximálna tlačná sila, ktorú vydrží pred zlomením, je pevnosť dreva v ohybe. Keby bol iný kus dreva silnejší, podporoval by väčšiu silu pred zlomením.
Pevnosť v ohybe vám skutočne hovorí o maximálnom množstve namáhania, ktoré môže materiál vziať (takže môžete vidieť aj odkazy na „ohybové napätie“) a uvádza sa ako sila (v newtonoch alebo librách) na jednotku plochy (v metroch štvorcových alebo štvorcové palce).
Trojbodové alebo štvorbodové testy
Existujú dve metódy testovania pevnosti v ohybe, sú však veľmi podobné. Na svojich koncoch je podopretá dlhá obdĺžniková vzorka materiálu, takže v strede nie je žiadna opora, ale konce sú pevné. Zaťaženie alebo sila sa potom aplikuje na strednú časť, kým sa materiál nerozbije.
Pri skúške ohybom v troch bodoch sa v strede vzorky aplikuje neustále sa zvyšujúce zaťaženie, až kým nedôjde k zlomeniu alebo trvalému ohybu materiálu. Stroj na ohybovú skúšku môže aplikovať zvyšujúce sa sily a presne zaznamenávať veľkosť sily v mieste zlomenia.
Štvorbodová skúška ohybom je veľmi podobná, okrem toho, že zaťaženie sa aplikuje v dvoch bodoch súčasne, opäť smerom do stredu vzorky. Najjednoduchšie je vypočítať pevnosť v ohybe, keď sa jedna záťaž alebo sila aplikuje jedna tretina cesty medzi podperami a druhá sa aplikuje dve tretiny cesty medzi nimi. V tomto príklade by teda stredná tretina vzorky mala sily pôsobiace na jej obe strany.
Výpočet trojbodovej pevnosti v ohybe
Pri trojbodovej skúške je pevnosť v ohybe (daná symbolom) σ) možno vypočítať pomocou:
σ = 3FL / 2wd2
Na prvý pohľad to môže vyzerať strašidelne, ale keď už viete, čo jednotlivé symboly znamenajú, je to celkom jednoduchá rovnica.
F znamená maximálnu použitú silu, L je dĺžka vzorky, w je šírka vzorky a d je hĺbka vzorky. Takže na výpočet pevnosti v ohybe (σ) vynásobte silu dĺžkou vzorky a potom ju vynásobte tromi. Potom vynásobte hĺbku vzorky samotnou (t. J. Na druhú), vynásobte výsledok šírkou vzorky a potom ju vynásobte dvoma. Nakoniec vydelte prvý výsledok druhým.
V jednotkách SI sa budú merať dĺžky, šírky a hĺbky v metroch, zatiaľ čo sila sa meria v newtonoch s výsledkom v pascaloch (Pa) alebo newtonoch na meter štvorcový. V imperiálnych jednotkách sa budú dĺžka, šírka a hĺbka merať v palcoch a sila sa bude merať v librách, výsledkom bude libra na štvorcový palec.
Výpočet štvorbodovej pevnosti v ohybe
Pri štvorbodovom teste sa používajú rovnaké symboly ako pri výpočte trojbodového testu.Ale za predpokladu, že sa použijú dve zaťaženia alebo sily, aby rozdelili vzorku na tretiny, vyzerá to oveľa jednoduchšie:
σ = FL / wd2
Všimnite si, že je to presne to isté ako vzorec pre trojbodové testy, ale bez faktora 3/2. Tak jednoducho vynásobte silu aplikovanú dĺžkou a potom ju vydelte šírkou materiálu vynásobenou hĺbkou na druhú.