مدول خمشی

دارایی فشرده در مکانیک

در مکانیک ، مدول خمشی یا مدول خمشی ^[1] یک ویژگی فشرده است که به عنوان نسبت تنش به کرنش در تغییر شکل خمشی ، یا تمایل یک ماده به مقاومت در برابر خمش محاسبه می‌شود. از شیب منحنی تنش-کرنش تولید شده توسط آزمایش خمشی (مانند ASTM D790) تعیین می شود و از واحدهای نیرو در هر منطقه استفاده می کند. ^[2] مدول خمشی تعریف شده با استفاده از آزمون‌های خمشی 2 نقطه‌ای (کانسیلور) و 3 نقطه‌ای پاسخ کرنش تنش خطی را فرض می‌کند. ^[3]

اندازه گیری مدول خمشی

برای آزمایش 3 نقطه ای از یک تیر مستطیلی که به عنوان یک ماده خطی همسانگرد رفتار می کند، که در آن w و h عرض و ارتفاع تیر است، I دومین لحظه سطح مقطع تیر است ، L فاصله بین دو تکیه گاه بیرونی، و d انحراف ناشی از بار F اعمال شده در وسط تیر، مدول خمشی است: ^[1]

${\displaystyle E_{\mathrm {flex} }={\frac {L^{3}F}{4wh^{3}d}}}$

از نظریه پرتو الاستیک

${\displaystyle d={\frac {L^{3}F}{48IE}}}$

و برای تیر مستطیلی

${\displaystyle I={\frac {1}{12}}wh^{3}}$

بنابراین ( مدول الاستیک ) ${\displaystyle E_{\mathrm {flex} }=E}$

برای کرنش های بسیار کوچک در مواد همسانگرد - مانند شیشه، فلز یا پلیمر - مدول الاستیسیته خمشی یا خمشی معادل مدول کششی ( مدول یانگ ) یا مدول کشش فشاری است. با این حال، در مواد ناهمسانگرد، برای مثال چوب، این مقادیر ممکن است معادل نباشند. علاوه بر این، مواد کامپوزیتی مانند پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف ^{[4] [3]} یا بافت‌های بیولوژیکی ^[5] ترکیبی ناهمگن از دو یا چند ماده هستند که هر کدام خواص مواد متفاوتی دارند، بنابراین مدول‌های کششی، فشاری و خمشی آنها معمولاً معادل نیستند.

صفحات مرتبط

• سفتی

مراجع

1. Zweben، C.; WS Smith & MW Wardle (1979)، "روش های آزمایش برای استحکام کششی الیاف، مدول خمشی مرکب، و خواص ورقه های تقویت شده با پارچه"، مواد کامپوزیت: تست و طراحی (کنفرانس پنجم) ، ASTM بین المللی: 228-228-35، doi :10.1520/STP36912S، ISBN 978-0-8031-4495-8
2. D790-03: روش های تست استاندارد برای خواص خمشی پلاستیک های تقویت نشده و تقویت نشده و مواد عایق الکتریکی ، West Conshohocken، PA: ASTM International، 2003
3. Askeland، Donald R. (2016). علم و مهندسی مواد. رایت، وندلین جی. (ویرایش هفتم). بوستون، MA. ص 200. شابک 978-1-305-07676-1. OCLC  903959750.{{cite book}}: CS1 maint: مکان ناشر موجود نیست ( پیوند )
4. Tsai، SW (دسامبر 1979). مواد کامپوزیت، آزمایش و طراحی . ASTM. ص 247. شابک 9780803103078.
5. چاهین، نادین او. وانگ، کریستوفر سی بی. هانگ، کلارک تی. آتیشیان، جرارد آ. (اوت 2004). "خواص مواد وابسته به کرنش ناهمسانگرد غضروف مفصلی گاو در محدوده انتقالی از کشش به فشار". مجله بیومکانیک . 37 (8): 1251-1261. doi :10.1016/j.jbiomech.2003.12.008. ISSN  0021-9290. PMC 2819725 . PMID  15212931.