굽힘 강도를 계산하는 방법

콘텐츠

• 굴곡 강도 정의
• 3 점 또는 4 점 테스트
• 3 점 시험 굽힘 강도 계산
• 4 점 시험 굽힘 강도 계산

파괴하기 전에 물체가 얼마나 견딜 수 있는지 알아내는 것은 많은 상황, 특히 엔지니어에게 유용합니다. 이것은 실험 결과에 기초하여 결정되어야하며, 이는 본질적으로 재료가 파손되거나 영구적으로 구부러 질 때까지 증가하는 양의 힘에 노출되는 것을 포함한다. 그러나 재료의 굽힘 강도를 계산하기 위해 실제 계산을 수행하는 것은 정말 어려울 수 있습니다. 운 좋게도 올바른 정보를 제공 할 경우 계산을 쉽게 처리 할 수 ​​있습니다.

굴곡 강도 정의

굽힘 강도 (또는 파열 계수)는 물체가 파손되거나 영구적으로 변형되지 않고 취할 수있는 힘의 양입니다. 이것이 머리를 구하기가 어렵다면 양쪽 끝에지지되는 나무 판자를 생각하십시오. 나무가 얼마나 강한 지 알고 싶다면 테스트하는 한 가지 방법은 판자의 중앙을 찰칵 소리가 날 때까지 세게 누르십시오. 파단 전에 견딜 수있는 최대 추진력은 목재의 굽힘 강도입니다. 다른 나무 조각이 더 강하면 깨지기 전에 더 큰 힘을 지탱할 것입니다.

굽힘 강도는 실제로 재료가받을 수있는 최대 응력 양을 알려주므로 (“굽힘 응력”도 참조 할 수 있음) 단위 면적당 힘 (뉴턴 또는 파운드 힘) (제곱 또는 평방 인치).

3 점 또는 4 점 테스트

굽힘 강도를 테스트하는 방법은 두 가지가 있지만 매우 비슷합니다. 재료의 긴 직사각형 샘플은 끝 부분에서지지되므로 가운데 부분은지지되지 않지만 끝은 튼튼합니다. 그런 다음 재료가 파손될 때까지 중간 부분에 하중 또는 힘이 가해집니다.

3 점 굽힘 시험의 경우, 재료가 끊어 지거나 영구적으로 구부러 질 때까지 샘플 중심에 지속적으로 증가하는 하중이 가해집니다. 굽힘 시험기는 증가하는 양의 힘을 가할 수 있고 파 단점에서 힘의 양을 정확하게 기록 할 수 있습니다.

4 점 굽힘 시험은 하중이 2 점에서 동시에 시료 중심을 향해 가해 졌다는 점을 제외하면 매우 유사합니다. 지지대 사이에 1/3의 하중 또는 힘이 가해 졌을 때 굽힘 강도를 계산하는 것이 가장 쉽습니다. 따라서이 예제에서 샘플의 3 분의 1은 샘플의 양쪽에 힘을가합니다.

3 점 시험 굽힘 강도 계산

3 점 테스트의 경우 굽힘 강도 (기호 표시) σ)는 다음을 사용하여 계산할 수 있습니다.

σ = 3FL / 2wd²

처음에는 두려운 것처럼 보일 수 있지만 각 기호의 의미를 알고 나면 사용하기에 매우 간단한 방정식입니다.

에프 적용된 최대 힘을 ​​의미합니다. 엘 샘플의 길이입니다. 승 샘플의 너비 디 샘플의 깊이입니다. 굽힘 강도를 계산하려면σ)에 힘을 샘플 길이에 곱한 다음이 값에 3을 곱합니다. 그런 다음 샘플 깊이에 자체를 곱하고 (즉, 제곱) 결과에 샘플 너비를 곱한 다음이 값에 2를 곱하십시오. 마지막으로 첫 번째 결과를 두 번째 결과로 나눕니다.

SI 단위에서는 길이, 너비 및 깊이가 미터 단위로 측정되며 힘은 뉴턴 단위로 측정되며, 그 결과 파스칼 (Pa) 또는 미터당 뉴턴이 제곱됩니다. 영국식 단위에서 길이, 너비 및 깊이는 인치 단위로 측정되며 힘은 파운드 힘으로 측정되며 결과적으로 평방 인치당 파운드가 표시됩니다.

4 점 시험 굽힘 강도 계산

4 점 테스트는 3 점 테스트 계산과 동일한 기호를 사용합니다.그러나 두 하중 또는 힘이 가해져 샘플을 3 분의 1로 분할한다는 가정하에 훨씬 단순 해 보입니다.

σ = FL / wd²

이것은 3 점 테스트의 공식과 정확히 동일하지만 3/2의 요소는 없습니다. 따라서 단순히 적용된 힘에 길이를 곱한 다음 재료의 너비에 제곱의 깊이를 곱한 값으로 나눕니다.