Jak obliczyć moduł sztywności

Zawartość

• Instrukcje dotyczące siły liniowej
• Krok 1
• Krok 2
• Krok 3
• Krok 4
• Krok 5
• Krok 6
• Instrukcje dotyczące dokręcania
• Krok 1
• Krok 2
• Krok 3
• Krok 4
• Krok 5
• Krok 6

Moduł sztywności lub moduł ścinania to liczba wyprowadzona eksperymentalnie, która reprezentuje stopień sprężystości materiału pod wpływem naprężenia ścinającego. Jest to ważne w przypadku wielu problemów inżynieryjnych, takich jak pytanie, ile zestaw połączeń przyniesie pojazd po załadowaniu. Wzór dla tego modułu to naprężenie ścinające materiału podzielone przez jego odkształcenie. Proces różni się nieznacznie, w zależności od tego, czy naprężenie ścinające jest spowodowane siłą liniową czy momentem obrotowym.

Instrukcje dotyczące siły liniowej

Krok 1

Narysuj diagram swobodnego ciała. Jest to schematyczny rysunek przedstawiający obiekt zainteresowania odizolowany od otaczającej go części. Zamiast rysować części lub obiekty zewnętrzne, zastąp je reprezentacjami tworzonych przez nie sił wektorowych.

Krok 2

Oblicz wielkość siły ścinającej działającej na dowolną część uderzeniową obiektu. Jest to po prostu kwestia spojrzenia na wykres swobodnego ciała i dodania lub odjęcia sił równoległych.

Krok 3

Oblicz obszar twarzy, na który działa siła ścinająca. Zapoznaj się z odpowiednimi wzorami dla każdej nieznanej figury geometrycznej.

Krok 4

Podziel siłę ścinającą przez obszar twarzy, na który działa. Powodem jest naprężenie ścinające. Naprężenie ścinające rozkłada się równomiernie na powierzchni, gdy jest spowodowane siłami działającymi równolegle do niej w jednym kierunku.

Krok 5

Określ odkształcenie. Odkształcenie określa, jak bardzo materiał rozciąga się w odpowiedzi na siłę.W szczególności pod wpływem siły liniowej odkształcenie jest równe odległości, na jaką materiał porusza się w kierunku siły, podzielonej przez długość między przyłożoną siłą a punktem zakotwiczenia materiału.

Krok 6

Obliczyć moduł sztywności, dzieląc naprężenie ścinające na powierzchni czołowej przez odkształcenie materiału. Im większy moduł sztywności, tym sztywniejszy i mniej elastyczny jest materiał.

Instrukcje dotyczące dokręcania

Krok 1

Narysuj diagram swobodnej bryły, eliminując wszystkie obiekty oprócz interesującego.

Krok 2

Dodaj lub odejmij momenty, w zależności od ich kierunku, aby znaleźć użyteczny moment działający na interesującą sekcję amortyzatora.

Krok 3

Oblicz stałą skręcania. Opisuje, jak odporna jest określona figura geometryczna na skręcanie. Zapoznaj się z odpowiednimi równaniami dla analizowanej sekcji dotyczącej wstrząsów.

Krok 4

Zmierz długość odległości siły skręcającej działającej na ścianę do najbliższego punktu zakotwiczenia.

Krok 5

Obserwuj kąt skręcenia, czyli o ile twarz obróciła się w stosunku do najbliższego punktu kotwiczenia.

Krok 6

Oblicz moduł sztywności. Stosunek skręcenia do stałej skręcania jest równy stosunkowi iloczynu modułu sztywności i kąta skręcenia do długości. Możesz rozwiązać to równanie w kilku krokach.