Indhold
- Grundlag for sektionsmodul
- Sektionen Modulus ligning
- Hvad er det "andet øjeblik i området"?
- Sektionsmodul for rør
- Sektionsmodul for andre former
- Online sektionsmodulberegner
Sektionsmodul er en geometrisk (dvs. formrelateret) egenskab hos en bjælke, der bruges i konstruktionsteknik. betegnet Z, det er et direkte mål for bjælkens styrke. Denne form for sektionsmodul er en af to inden for konstruktion og kaldes specifikt elastisk sektionsmodul. Den anden form for elastisk modul er plast sektionsmodul.
Rør og andre former for slanger er lige så vigtige som frittstående bjælker i byggeriet, og deres unikke geometri indebærer, at beregningen af sektionsmodulet for denne type materiale er forskellig fra andre typer. Bestemmelse af sektionsmodul kræver kendskab til forskellige iboende eller indbyggede og uforanderlige egenskaber ved det pågældende materiale.
Grundlag for sektionsmodul
Forskellige bjælker lavet af forskellige kombinationer af materialer kan have store variationer i fordelingen af de mindre individuelle fibre i det afsnit af bjælken, røret eller andet strukturelt element, der er under overvejelse. De "ekstreme fibre" eller dem i enderne af sektionerne tvinges til at bære en større brøkdel af uanset hvilken belastning sektionen udsættes for.
Bestemmelse af sektionsmodul Z kræver at finde ud af afstanden y fra tyngdepunkt af sektionen, også kaldet neutral akse, til de ekstreme fibre.
Sektionen Modulus ligning
Sektionsmodulligningen for et elastisk objekt er givet af Z = jeg / y, hvor y er den ovenfor beskrevne afstand og jeg er andet øjeblik af området af sektionen. (Denne parameter kaldes undertiden træghetsmoment, men da der er andre anvendelser af dette udtryk inden for fysik, er det bedst at bruge "andet øjeblik af området.")
Da forskellige bjælker har forskellige former, antager de specifikke ligninger for forskellige sektioner forskellige former. For eksempel er det fra et hult rør, såsom et rør
Z = bigg ( frac {π} {4R} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Hvad er det "andet øjeblik i området"?
Det andet øjeblik af området jeg er en iboende egenskab ved sektionen og afspejler det faktum, at sektionens masse kan fordeles asymmetrisk og påvirke, hvordan belastninger håndteres.
Tænk på en massiv ståldør af en given størrelse og masse og en af identisk størrelse og masse, der har næsten hele massen på yderkanten, mens den er meget tynd i midten. Intuition og erfaring fortæller sandsynligvis, at sidstnævnte dør ville reagere mindre let på et forsøg på at skubbe den åbent tæt på hængslet end døren med en ensartet konstruktion og derfor mere masse placeret tættere på hængslet.
Sektionsmodul for rør
Ligningen for snitmodulet for et rør eller et hulrør er givet af
Z = bigg ( frac {π} {4R} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Afledningen af denne ligning er ikke vigtig, men fordi rørets tværsnit er cirkulære (eller behandles som sådanne til beregningsformål, hvis de er tæt på cirkulære), ville du forvente at se en konstant, fordi dette dukker op, når beregning af cirkler.
Bemærker det jeg = zy, det andet øjeblik af området jeg for et rør er
I = bigg ( frac {π} {4} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Hvilket betyder, at i denne form for sektionsmodul ligningen, y = R.
Sektionsmodul for andre former
Du kan blive bedt om at finde sektionsmodulet til en trekant, rektangel eller anden geometrisk struktur. For eksempel har ligningen af et hult rektangulært snit formen:
Z = frac {bh ^ 2} {6}hvor b er bredden af tværsnittet og h er højden.
Online sektionsmodulberegner
Selvom det er nemt at spore regnemaskiner for online sektionsmodul til alle mulige former, er det godt at have et fast greb om ligningerne, og hvorfor variablerne er, hvad de er, og hvorfor de vises, hvor de gør i formlerne. En sådan lommeregner findes i Ressourcerne.