المحتوى
- قوة الانحناء تعريف
- ثلاث نقاط أو أربع نقاط الاختبارات
- ثلاث نقاط اختبار قوة العاطفة حساب
- أربع نقاط اختبار قوة العاطفة حساب
معرفة مقدار القوة التي يمكن أن يتحملها الجسم قبل الانكسار يكون مفيدًا في العديد من المواقف ، وخاصةً بالنسبة للمهندسين. يجب تحديد ذلك استنادًا إلى النتائج التجريبية ، والتي تتضمن بشكل أساسي تعريض المادة لكميات متزايدة من القوة حتى تنكسر أو تنحني بشكل دائم. ولكن إجراء الحسابات الفعلية لمعرفة قوة الانثناء للمادة يمكن أن يبدو صعباً للغاية. لحسن الحظ ، شريطة أن يكون لديك المعلومات الصحيحة في متناول اليد ، يمكنك معالجة الحساب بسهولة.
قوة الانحناء تعريف
قوة الانحناء (أو معامل التمزق) هي مقدار القوة التي يمكن أن يأخذها الجسم دون كسر أو تشويه دائم. إذا كان هذا أمرًا صعبًا ، ففكر في لوح خشبي مدعوم من طرفين. إذا كنت تريد أن تعرف مدى قوة الخشب ، فإن إحدى الطرق لاختباره هي الضغط لأسفل على وسط اللوح الخشبي بقوة أكبر وأصعبها حتى تستقر. أقصى قوة دفع يمكن أن تصمد أمام الكسر هي قوة الانحناء للخشب. إذا كانت قطعة خشب أخرى أقوى ، فسوف تدعم قوة أكبر قبل الانهيار.
تخبرك قوة الانحناء حقًا بالقدر الأقصى من الضغط الذي يمكن أن تتخذه المواد (لذلك قد ترى إشارات إلى "إجهاد الانثناء" أيضًا) ، ويتم نقلها كقوة (بالنيوتن أو قوة الجنيهات) لكل وحدة مساحة (بالأمتار المربعة بوصة مربعة).
ثلاث نقاط أو أربع نقاط الاختبارات
هناك طريقتان لاختبار قوة الانثناء ، لكنهما متشابهان للغاية. يتم دعم عينة مستطيلة طويلة من المواد في نهايتها ، لذلك لا يوجد دعم في المنتصف ، لكن النهايات متينة. ثم يتم تطبيق الحمل أو القوة على القسم الأوسط حتى تنكسر المادة.
بالنسبة لاختبار الانحناء ثلاثي النقاط ، يتم تطبيق الحمل المتزايد باستمرار في وسط العينة حتى يكون هناك فاصل أو ثني دائم في المادة. يمكن لآلة اختبار الانحناء تطبيق كميات متزايدة من القوة وتسجيل مقدار القوة بدقة عند نقطة الانهيار.
يتشابه اختبار الانحناء رباعي النقاط ، فيما عدا الحمل المطبق في نقطتين في وقت واحد ، ومرة أخرى باتجاه مركز العينة. من الأسهل حساب قوة الانثناء عند تطبيق حمل واحد أو قوة واحدة على ثلث الطريق بين الدعامات والثاني يتم تطبيقه على ثلثي الطريق بينهما. في هذا المثال ، سيكون لدى الثلث الأوسط من العينة قوى مطبقة على جانبيها.
ثلاث نقاط اختبار قوة العاطفة حساب
لاختبار ثلاث نقاط ، قوة الانحناء (بالنظر إلى الرمز σ) يمكن حسابها باستخدام:
σ = 3FL / 2wd2
قد يبدو هذا مخيفًا في البداية ، ولكن بمجرد معرفة معنى كل رمز ، فإن هذه المعادلة بسيطة جدًا للاستخدام.
F يعني أقصى قوة مطبقة ، L هو طول العينة ، ث هو عرض العينة و د هو عمق العينة. وذلك لحساب قوة العاطفة (σ) ، اضرب القوة بطول العينة ، ثم اضربها في ثلاثة. ثم اضرب عمق العينة بمفرده (أي مربعها) ، اضرب النتيجة بعرض العينة ثم اضربها في اثنين. أخيرًا ، اقسم النتيجة الأولى على الثانية.
في وحدات SI ، سيتم قياس الأطوال والعرض والأعماق بالأمتار ، في حين سيتم قياس القوة بالنيوتن ، مما ينتج عنه pascals (Pa) أو نيوتن لكل متر مربع. في الوحدات الإمبراطورية ، سيتم قياس الأطوال والعرض والأعماق بالبوصة ، وسيتم قياس القوة بالجنيه الإسترليني ، مما يؤدي إلى جنيه لكل بوصة مربعة.
أربع نقاط اختبار قوة العاطفة حساب
يستخدم الاختبار المكون من أربع نقاط نفس الرموز المستخدمة في حساب الاختبار المكون من ثلاث نقاط.ولكن مع افتراض تطبيق الحملين أو القوى حتى يتم تقسيم العينة إلى الثلثين ، يبدو الأمر أكثر بساطة:
FL = FL / wd2
لاحظ أن هذا هو بالضبط نفس الصيغة الخاصة باختبارات النقاط الثلاث ، ولكن بدون عامل 3/2. لذلك اضرب ببساطة القوة المطبقة بالطول ، ثم قسّم هذا على عرض المادة مضروبًا بعمقها التربيعي.