Buigsterkte van staal: verschillende toepassingen en voorbeelden

Dit artikel bespreekt de buigsterkte van staal. Buigsterkte is het vermogen van een materiaal om de uitgeoefende buigspanning te weerstaan ​​of te weerstaan.

Kracht is het vermogen om een ​​bepaalde hoeveelheid stress te weerstaan ​​of te weerstaan. Een materiaal heeft een bepaalde sterkte, alleen die belasting die het kan weerstaan. Elke hoeveelheid spanning die de sterkte overschrijdt, kan leiden tot materiaalfalen. Simpel gezegd, de uitgeoefende spanning moet kleiner zijn dan de sterkte van het materiaal om falen te minimaliseren.

Wat is buigsterkte?

Verbuiging sterkte of buigstijfheid is het vermogen van een werkstuk om buigspanning te weerstaan. De buigsterkte hangt af van de bezwijkbelasting, effectieve lengte van het werkstuk en de afmetingen van de dwarsdoorsnede van de balk.

Wiskundig wordt de buigsterkte gegeven als-

σ_b = Mijn/ik

waar,

sigma is buigsterkte of maximaal toelaatbare buigspanning die vóór breuk kan worden toegepast

M is de buigend moment

I is het traagheidsmoment van de dwarsdoorsnede van het werkstuk

Wat is buigstijfheid?

Buigstijfheid en buigsterkte zijn niet hetzelfde. Zoals hierboven besproken, is buigsterkte het vermogen van het werkstuk om een ​​bepaalde hoeveelheid buigspanning te weerstaan.

Aan de andere kant vertelt buigstijfheid de hoeveelheid doorbuiging die het werkstuk zal ondergaan onder een bepaalde hoeveelheid buigspanning. De buigstijfheid hangt af van het traagheidsmoment van de dwarsdoorsnede van het werkstuk en de stijfheidsmodulus van het materiaal van het werkstuk.

Wiskundig gezien kan buigstijfheid worden gegeven als-

Buigstijfheid = E x I

Waar, E is de Young's modulus of stijfheidsmodulus

I is het traagheidsmoment van de dwarsdoorsnede van het werkstuk

Buigsterkte van roestvrij staal

De buigkracht hangt niet alleen af ​​van het materiaal, maar ook van de afmetingen van het werkstuk. Onderstaande tabel toont de buigsterkte van een RVS staaf.

Buigsterkte van stalen buis:

Stalen buizen worden op grote schaal gebruikt in de industrie. Het is erg belangrijk om de fysieke eigenschappen van stalen buizen en het gedrag van deze buizen onder verschillende soorten belastingen te kennen.

De buigsterkte van stalen buizen kan worden gevonden met behulp van de onderstaande formule:

σ = 32MD/π(D⁴-d⁴)

waar,

D is de buitendiameter van de pijp;

d is de binnendiameter van de pijp

Pijp is gewoon een holle cilinder.

Buigsterkte van staalplaat

Laten we aannemen dat een stalen plaat een diepte d en breedte b heeft. De toelaatbare belasting die erop werkt is P.

De buigsterkte van deze stalen plaat wordt gegeven door:

σ = 3M/dag²

Plaat heeft een rechthoekige doorsnede waar,

b is de breedte

d is de diepte van de rechthoek

M is het buigend moment

Buigsterkte van stalen staaf:

Stalen staven worden veel gebruikt in de bouwsector voor versterkingsdoeleinden. Ze worden ook in vliegtuigen gebruikt. Om constructiefouten te voorkomen, is het erg belangrijk om de mechanische eigenschappen van de gebruikte staven te kennen.

Laten we een stalen staaf met diameter d beschouwen. De buigsterkte kan worden gegeven door de volgende formule-

σ = 32M/πd³

Buigsterkte van stalen staaf:

Laten we uitgaan van een ronde stalen staaf met een diameter d met een toelaatbare krachtwaarde P. Dan zal de formule voor de buigsterkte voor stalen staaf hetzelfde zijn als die van stalen staaf.

De buigsterkte van stalen staaf wordt besproken in bovenstaande secties.

Buigsterkte van stalen kanaal:

Laten we eens kijken naar een "I" stalen kanaal zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

Om het traagheidsmoment van de gehele doorsnede te vinden, tellen we het individuele traagheidsmoment van de delen A, B en C op.

De buigsterkte van dit kanaal is af te schrijven uit de basisformule. Dat is,

σ_b =Mijn/ik

Buigsterkte van stalen vierkante buis

Vierkante buis is gewoon een holle buis met vierkante doorsnede. Deze buizen worden gebruikt in de bouw en interieurbouw. Het is erg belangrijk om de buigsterkte van vierkante buis te kennen voordat u deze in gebruik neemt.

De sectiemodulus van een vierkante buis kan worden gegeven door-

σ = bd³/3

Vandaar dat de buigsterkte wordt,

σ = 3M/dag³

Hoe de buigsterkte van staal te berekenen?

Buigsterkte kan worden gevonden met behulp van buigtest. Buigtesten kunnen worden uitgevoerd met een enkele axiale belasting, een driepuntsbelastingsopstelling en een vierpuntsbelastingsopstelling.

Laten we eens kijken naar een driepuntsopstelling. De gegeven gegevens voor de opstelling worden hieronder gegeven-

Het werkstuk is een rechthoekige staaf met een breedte van 10 cm en een diepte van 10 cm. De lengte van de staaf is 1m en de belasting bij uitval is 10kN.

Om de buigsterkte van te vinden in een driepunts buigtest, wordt de volgende formule gebruikt-

σ = 3FL/2bd²

Vervanging van alle waarden in de bovenstaande formule die we hebben,

Buigsterkte = 15 MPa

Hoe de vloeigrens van staal te berekenen?

De treksterkte van elk materiaal kan worden gevonden met behulp van een trekproef op een universele testmachine. De machine trekt het werkstuk van zijn uiteinden en geeft ons een stress spanning grafiek waaruit we gemakkelijk de treksterkte van het materiaal kunnen opmaken.

Laten we eens kijken naar de gegeven gegevens-

Belasting bij uitval - 5kN

Gebied van dwarsdoorsnede - 1 mm ^ 2

De vloeigrens kan worden berekend met behulp van de formule-

S_yt = P/A

Vervanging van de waarden in de bovenstaande vergelijking die we krijgen,

Opbrengststerkte = 500Mpa

Het diagram dat uit deze test wordt verkregen, wordt gewoonlijk het spanningsrekdiagram genoemd.

Spanningsrek diagram

De grafiek die de relatie tussen spanning en rek laat zien, wordt genoemd als spanning stam diagram.

Deze grafiek geeft informatie zoals vloeigrens, proportionele grens, breukpunt en uiterste treksterkte sterkte van het exemplaar. Dit diagram maakt het gemakkelijk om de mechanische eigenschappen van het monster te meten.