Innhold
- Definisjon av flexural styrke
- Trepunkts- eller firpunkttester
- Tre-punkts Test Fleksibel styrkeberegning
- Fire-punkts Test Fleksibel styrkeberegning
Å finne ut hvor mye kraft en gjenstand tåler før brudd kommer godt med i mange situasjoner, spesielt for ingeniører. Dette må bestemmes basert på eksperimentelle resultater, som i hovedsak innebærer å utsette materialet for økende mengder kraft til det går i stykker eller bøyes permanent. Men å utføre de faktiske beregningene for å finne ut materialets bøyestyrke kan virke veldig utfordrende. Heldigvis, forutsatt at du har riktig informasjon å levere, kan du takle beregningen enkelt.
Definisjon av flexural styrke
Bøyestyrke (eller modulus for brudd) er mengden kraft et objekt kan ta uten å bryte eller deformeres permanent. Hvis dette er vanskelig å få hodet rundt, kan du tenke på en treplank som er støttet i to ender. Hvis du vil vite hvor sterkt treverket er, kan en måte å teste det være å skyve hardere og hardere ned på midten av planken til det klikket. Den maksimale skyvekraften den tåler før brudd er treets bøyestyrke. Hvis et annet trestykke var sterkere, ville det støtte en større styrke før det gikk i stykker.
Bøyestyrke forteller deg virkelig den maksimale mengden belastning materialet kan ta (slik at du kanskje ser referanser til “bøyningsspenning” også), og det er sitert som en kraft (i Newton eller pund-kraft) per arealenhet (i meter kvadrat eller kvadratmeter).
Trepunkts- eller firpunkttester
Det er to metoder for å teste bøyestyrke, men de er veldig like. En lang rektangulær prøve av materialet støttes i endene, så det er ingen støtte i midten, men endene er solide. En belastning eller kraft blir deretter påført midtpartiet til materialet går i stykker.
For en trepunkts bøyetest påføres den kontinuerlig økende belastningen i midten av prøven til det er en brudd eller permanent bøyning i materialet. En bøyetestmaskin kan bruke økende mengder kraft og nøyaktig registrere mengden kraft på bruddpunktet.
En fire-punkts bøyetest er veldig lik, bortsett fra at belastningen påføres på to punkter samtidig, igjen mot midten av prøven. Det er enklest å beregne bøyestyrken når en belastning eller kraft påføres en tredjedel av veien mellom støttene og den andre påføres to tredjedeler av veien mellom dem. Så i dette eksemplet ville den midtre tredjedelen av prøven ha krefter påført på hver side av den.
Tre-punkts Test Fleksibel styrkeberegning
For en trepunktsprøve, bøyestyrken (gitt symbolet σ) kan beregnes ved å bruke:
σ = 3FL / 2wd2
Dette kan se skummelt ut med det første, men når du først vet hva hvert symbol betyr, er det ganske enkel ligning å bruke.
F betyr den maksimale anvendte kraften, L er lengden på prøven, w er bredden på prøven og d er dybden på prøven. Så for å beregne bøyestyrken (σ), multipliser kraften med lengden på prøven, og multipliser deretter denne med tre. Multipliser deretter dybden på prøven med seg selv (dvs. kvadrat den), multipliser resultatet med bredden på prøven og multipliser deretter dette med to. Del til slutt det første resultatet med det andre.
I SI-enheter vil lengder, bredder og dybder bli målt i meter, mens kraft vil bli målt i newton, med et resultat i pascals (Pa), eller newton per kvadratmeter. I keiserlige enheter vil lengder, bredder og dybder bli målt i tommer, og styrke vil bli målt i kilo-styrke, med et resultat i kilo per kvadrat tomme.
Fire-punkts Test Fleksibel styrkeberegning
Firepunktstesten bruker de samme symbolene som trepunktstestberegningen.Men med den antagelsen at de to belastningene eller kreftene blir brukt slik at de deler prøven i tredeler, ser det mye enklere ut:
σ = FL / wd2
Legg merke til at dette er nøyaktig det samme som formelen for trepunkttester, men uten faktoren 3/2. Så multipliser du bare kraften som er påført med lengden, og del deretter denne med bredden på materialet multiplisert med dybden på det kvadratiske.