Sisu
- Paindetugevuse määratlus
- Kolme- või neljapunktilised testid
- Kolmepunktiline katse paindetugevuse arvutamine
- Neljapunktiline katse paindetugevuse arvutamine
Paljudes olukordades, eriti inseneride jaoks, on kasulik teada saada, kui palju jõudu objekt enne murdmist talub. See tuleb kindlaks määrata katsetulemuste põhjal, mis hõlmavad peamiselt materjali suurendavat jõudu, kuni see puruneb või püsivalt paindub. Kuid tegelike arvutuste tegemine materjali paindetugevuse väljaarvutamiseks võib tunduda tõesti keeruline. Kui teil on vajalikku teavet, saate õnneks arvutamisega hõlpsalt hakkama.
Paindetugevuse määratlus
Paindetugevus (või rebenemismoodul) on jõu suurus, mida objekt võib võtta purustamata või püsivalt deformeerumata. Kui teil on keeruline pead ümber pöörata, mõelge kahest otsast toetatud puidust plaadile. Kui soovite teada, kui tugev on puit, oleks üks viis selle katsetamiseks suruda plaani keskosa kõvemini ja kõvemini, kuni see klõpsatusega kokku puutub. Maksimaalne surumisjõud, mida see enne murdmist talub, on puidu paindetugevus. Kui mõni muu puutükk oleks tugevam, toetaks see enne murdmist suuremat jõudu.
Paindetugevus annab teile tõepoolest maksimaalse koormuse, mida materjal võib võtta (nii et võite näha ka viiteid "paindepingele"), ja see on jõuna (njuutonites või naeltes) jõud pindalaühiku kohta (ruutmeetrites või ruut tolli).
Kolme- või neljapunktilised testid
Paindetugevuse testimiseks on kaks meetodit, kuid need on väga sarnased. Materjali pikk ristkülikukujuline proov on selle otstes toetatud, nii et keskel pole tuge, kuid otsad on tugevad. Seejärel rakendatakse keskmisele osale koormust või jõudu, kuni materjal puruneb.
Kolmepunktilise paindekatse jaoks rakendatakse proovi keskele pidevalt suurenevat koormust, kuni materjal on murdunud või püsivalt painutatud. Paindetesti abil töötav masin suudab rakendada üha suuremaid jõude ja mõõta purunemispunktis täpselt selle jõu suurust.
Neljapunktiline paindekatse on väga sarnane, välja arvatud juhul, kui koormust rakendatakse kahes punktis samaaegselt, uuesti näidise keskpunkti suunas. Paindetugevust on kõige lihtsam arvutada, kui ühte koormust või jõudu rakendatakse ühe kolmandiku ulatuses tugede vahel ja teist rakendatakse kaks kolmandikku nendevahelisest teest. Nii et selles näites oleks proovi keskmisel kolmandikul mõlemal küljel rakendatud jõud.
Kolmepunktiline katse paindetugevuse arvutamine
Kolmepunktilisel katsel paindetugevus (antud sümboliga) σ) saab arvutada järgmiselt:
σ = 3FL / 2wd2
See võib alguses tunduda hirmutav, kuid kui teate, mida iga sümbol tähendab, on see üsna lihtne võrrand.
F maksimaalne rakendatud jõud, L on proovi pikkus, w on proovi laius ja d on proovi sügavus. Nii paindetugevuse arvutamiseks (σ), korrutage jõud näidise pikkusega ja korrutage see kolmega. Seejärel korrutage proovi sügavus iseenesest (st ruutke see ruut), korrutage tulemus proovi laiusega ja korrutage see kahega. Lõpuks jagage esimene tulemus teisega.
SI ühikutes mõõdetakse pikkust, laiust ja sügavust meetrites, jõudu aga njuutonites, tulemuseks on paskalid (Pa) või njuutonid ruutmeetri kohta. Imperiaalsetes ühikutes mõõdetakse pikkusi, laiusi ja sügavusi tollides ning jõudu mõõdetakse naela-jõu abil, tulemuseks naelad ruut tolli kohta.
Neljapunktiline katse paindetugevuse arvutamine
Neljapunktilises testis kasutatakse samu sümboleid kui kolmepunktilise testi arvutamisel.Kuid eeldusel, et kaks koormust või jõudu rakendatakse nii, et nad jaotavad näidise kolmandikuks, näib see palju lihtsam:
σ = FL / wd2
Pange tähele, et see on täpselt sama mis kolmepunktiliste testide valem, kuid ilma tegurita 3/2. Nii et lihtsalt korrutage jõud, mida rakendab pikkus, ja jagage see materjali laiusega, mis on korrutatud ruudu sügavusega.