Innhold
- Grunnlag for seksjonsmodulen
- Seksjonen Modulus ligning
- Hva er "Second Moment of Area"?
- Seksjonsmodul for rør
- Seksjonsmodul for andre former
- Online-modulkalkulator
Seksjonsmodul er en geometrisk (det vil si formrelatert) egenskap til en bjelke som brukes i konstruksjonsteknikk. betegnes Z, er det et direkte mål på bjelkens styrke. Denne typen seksjonsmoduler er en av to innen prosjektering, og kalles spesielt elastisk seksjonsmodul. Den andre typen elastisk modul er plast seksjonsmodul.
Rør og andre former for rør er like essensielle som frittstående bjelker i konstruksjonsverdenen, og deres unike geometri innebærer at beregningen av seksjonsmodulen for denne typen materiale er forskjellig fra andre typer. Å bestemme seksjonsmodulen krever å kjenne til forskjellige iboende eller innebygde og uforanderlige egenskaper til det aktuelle materialet.
Grunnlag for seksjonsmodulen
Ulike bjelker laget av forskjellige materialkombinasjoner kan ha store variasjoner i fordelingen av de mindre individuelle fibrene i den delen av bjelken, røret eller annet konstruksjonselement som er vurdert. De "ekstreme fibrene", eller de som er i endene av seksjonene, blir tvunget til å bære en større brøkdel av hvilken belastning seksjonen blir utsatt for.
Bestemme seksjonsmodulen Z krever å finne ut avstanden y fra Tyngdepunktet av seksjonen, også kalt nøytral akse, til de ekstreme fibrene.
Seksjonen Modulus ligning
Seksjonsmodulligningen for et elastisk objekt er gitt av Z = Jeg / y, hvor y er avstanden beskrevet ovenfor og Jeg er den andre øyeblikk av området av seksjonen. (Denne parameteren kalles noen ganger treghetsmoment, men ettersom det er andre anvendelser av dette uttrykket i fysikk, er det best å bruke "second moment of area.")
Fordi forskjellige bjelker har forskjellige former, antar de spesifikke ligningene for forskjellige seksjoner forskjellige former. For eksempel er det for et hult rør slik som et rør
Z = bigg ( frac {π} {4R} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Hva er "Second Moment of Area"?
Det andre øyeblikket av området Jeg er en iboende egenskap til seksjonen og gjenspeiler det faktum at massen til seksjonen kan fordeles asymmetrisk og påvirke hvordan belastningen håndteres.
Tenk på en solid ståldør av en gitt størrelse og masse og en med identisk størrelse og masse som har nesten all massen på ytterkanten mens du er veldig tynn i midten. Intuisjon og erfaring forteller deg sannsynligvis at den sistnevnte døren vil svare mindre lett på et forsøk på å skyve den åpent nær hengslet enn døren med en jevn konstruksjon og derfor mer masse lokalisert nærmere hengslet.
Seksjonsmodul for rør
Ligningen for seksjonsmodulen til et rør eller hulrør er gitt av
Z = bigg ( frac {π} {4R} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Avledningen av denne ligningen er ikke viktig, men fordi tverrsnitt av rør er sirkulære (eller blir behandlet som sådan for beregningsformål hvis de er i nærheten av sirkulære), kan du forvente å se en konstant, fordi dette dukker opp når beregningsområder for sirkler.
Legg merke til det Jeg = zy, det andre øyeblikket av området Jeg for et rør er
I = bigg ( frac {π} {4} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Hvilket betyr at i denne formen for seksjonen modulusligning, y = R.
Seksjonsmodul for andre former
Du kan bli bedt om å finne seksjonsmodulen til en trekant, rektangel eller annen geometrisk struktur. For eksempel har ligningen til en hul rektangulær seksjon formen:
Z = frac {bh ^ 2} {6}hvor b er bredden på tverrsnittet og h er høyden.
Online-modulkalkulator
Selv om det er enkelt å finne kalkulatorer for seksjoner av moduler for alle slags former, er det bra å ha et godt håndtak på likningene og hvorfor variablene er hva de er, og hvorfor de vises der de gjør i formlene. En slik kalkulator er gitt i ressursene.