Innehåll
- Grund för sektionsmodul
- Sektionen Modulekvation
- Vad är "Second Moment of Area"?
- Avsnitt Modul of Pipe
- Sektionsmodul för andra former
- Online-sektionsmodulkalkylator
Sektionsmodul är en geometrisk (det vill säga formrelaterad) egenskap hos en balk som används i konstruktionsteknik. betecknas Z, det är ett direkt mått på strålens styrka. Denna typ av sektionsmodul är en av två inom teknik och kallas specifikt elastisk sektionsmodul. Den andra typen av elastisk modul är plast sektionsmodul.
Rör och andra former av slangar är lika viktiga som fristående balkar i byggvärlden, och deras unika geometri innebär att beräkningen av sektionsmodulen för denna typ av material skiljer sig från den för andra typer. För att bestämma sektionsmodulen krävs kunskap om olika inneboende eller inbyggda och oföränderliga egenskaper hos det aktuella materialet.
Grund för sektionsmodul
Olika balkar gjorda av olika materialkombinationer kan ha stora variationer i fördelningen av de mindre enskilda fibrerna i det avsnittet av balken, röret eller annat konstruktionselement som beaktas. De "extrema fibrerna", eller de i ändarna av sektionerna, tvingas att bära en större bråkdel av vilken belastning sektionen utsätts för.
Bestämma sektionsmodul Z kräver att ta reda på avståndet y från centroid av avsnittet, även kallad neutral axel, till de extrema fibrerna.
Sektionen Modulekvation
Sektionsmodulekvationen för ett elastiskt objekt ges av Z = jag / y, var y är det avstånd som beskrivs ovan och jag är områdets andra ögonblick av avsnittet. (Denna parameter kallas ibland ögonblick av tröghet, men eftersom det finns andra tillämpningar av detta begrepp inom fysik är det bäst att använda "second moment of area.")
Eftersom olika balkar har olika former antar de specifika ekvationerna för olika sektioner olika former. Till exempel är det för ett ihåligt rör, såsom ett rör
Z = bigg ( frac {π} {4R} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Vad är "Second Moment of Area"?
Områdets andra ögonblick jag är en intrinsisk egenskap hos sektionen och återspeglar det faktum att sektionens massa kan fördelas asymmetriskt och påverka hur laster hanteras.
Tänk på en solid ståldörr med en viss storlek och massa och en av identisk storlek och massa som har nästan hela massan på ytterkanten medan du är väldigt tunn i mitten. Intuition och erfarenhet säger förmodligen att den senare dörren skulle svara mindre lätt på ett försök att pressa den öppna nära gångjärnet än dörren med en enhetlig konstruktion och därför mer massa belägen närmare gångjärnet.
Avsnitt Modul of Pipe
Ekvationen för sektionsmodulen för ett rör eller ihåligt rör ges av
Z = bigg ( frac {π} {4R} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Avledningen av denna ekvation är inte viktig, men eftersom rörets tvärsnitt är cirkulära (eller behandlas som sådana för beräkningsändamål om de är nära cirkulära), kan du förvänta dig att se en konstant, eftersom detta dyker upp när beräkningsområden i cirklar.
Noterar att jag = Zy, områdets andra ögonblick jag för ett rör är
I = bigg ( frac {π} {4} bigg) (R ^ 4 - R_i ^ 4).Vilket innebär att i denna form av sektionsmodulekvationen, y = R.
Sektionsmodul för andra former
Du kan bli ombedd att hitta sektionsmodulen för en triangel, rektangel eller annan geometrisk struktur. Exempelvis har ekvationen för en ihålig rektangulär sektion formen:
Z = frac {bh ^ 2} {6}var b är tvärsnittsbredden och h är höjden.
Online-sektionsmodulkalkylator
Även om det är lätt att spåra räknaren för modulmoduler online för alla möjliga former, är det bra att ha ett fast grepp om ekvationerna och varför variablerna är vad de är och varför de visas där de gör i formlerna. En sådan kalkylator finns i resurserna.