Lenkimo modulis yra matas, nurodantis, kaip tam tikra medžiaga įtemps ir galbūt net deformuosis, kai jai bus taikomas svoris ar jėga. Tai svarbus skaičiavimas inžinerijos ir architektūros srityse, nes jis nurodo statybininkams ir dizaineriams didžiausią svorį, kurį gali atlaikyti įvairios medžiagos. Skaičiavimai dažnai lemia pasirinkimus statant ir projektuojant viską nuo dangoraižių ir namų iki pramoninių mašinų, automobilių ir pagrindinių buitinių prietaisų. Dėl to jis vaidina svarbų vaidmenį civilinėje, mechaninėje ir aviacijos inžinerijoje bei projektuojant ir dažnai naudojamas pasirenkant tinkamas medžiagas dalims, kurios atlaikys apkrovas nesilankstydami ar deformuodami.
Medžiagų skirtumai
Iš esmės skaičiavimas apibūdina tam tikro skerspjūvio medžiagos gebėjimą atsispirti lenkimui, kai ji yra veikiama įtempių. Tačiau skaičius būtinai skiriasi priklausomai nuo to, kokia medžiaga yra nagrinėjama. Netgi panašiai atrodantys paviršiai ir konstrukcijos gali turėti skirtingą pajėgumą, kai kalbama apie gebėjimą išlaikyti svorį.
Pavyzdžiui, kaliosios medžiagos, tokios kaip plienas ir žalvaris, kurios gali labai deformuotis prieš gedimą, turi tiksliai apibrėžtą modulio reitingą. Trapios medžiagos, pvz., stiklas ir betonas, prieš gedimą paprastai mažai deformuojasi arba visai nesikeičia. Dėl šios priežasties daugelis trapių medžiagų neturi aiškiai apibrėžtų matmenų ir dažnai apibūdinamos jų stipriu lenkimu – tai yra didžiausias lenkimo įtempis, kuris gali būti taikomas prieš medžiagos plyšimą ar gedimą.
Ryšys tarp streso ir įtampos
Šis terminas vartojamas ryšiui tarp lenkimo įtempio ir susidariusios deformacijos apibrėžti. Įtempimas yra dydžio, kurį medžiaga deformuojasi veikiant įtempimui, matas. Elastinė deformacija yra grįžtama ir išnyks pašalinus įtampą, o tai reiškia, kad medžiaga grįš į pradinę būseną. Tačiau esant dideliam įtempimo lygiui, medžiaga visam laikui deformuosis ir paprastai nebegrįš į pradinius matmenis. Tai vadinama „plastine deformacija“ arba „derlingumu“.
Kreivės braižymas
Inžinieriai ir architektai paprastai nubraižo modulį grafike, kuris gali būti vaizdinis įtampos ir įtampos sąveikos vaizdas. Rezultatas paprastai žinomas kaip „įtempių ir deformacijų kreivė“ ir parodo, kaip keičiasi deformacija veikiant lenkimo įtempiams. Šios kreivės nuolydis srityje, kurioje atsiranda elastinė deformacija, apibrėžia medžiagos lenkimo modulį. Matavimo vienetai daugeliu atvejų yra svarai kvadratiniame colyje (psi) arba niutonai kvadratiniam metrui, galbūt labiau žinomi kaip paskaliai (Pa).
Laboratoriniai tyrimai
Tiesą sakant, gauti tikslų lenkimo modulio matavimą gali būti šiek tiek sudėtinga, tačiau beveik visada tai nustatoma atliekant intensyvius laboratorinius tyrimus. Daugeliu atvejų inžinieriai pradės nuo konkrečios formos ir žinomų matmenų tikslinės medžiagos pavyzdžio. „Lenksmo bandymas“ iš esmės yra jėgos, reikalingos bandiniui, dažnai vadinamam „spinduliu“, kurio matmenys yra apibrėžti, sulenkimui, matavimas. Technikai paprastai taiko jėgą trijuose taškuose: sija paprastai palaikoma apatinėje pusėje prie abiejų galų, o jėga veikiama viršuje, centriniame taške, tarp apatinių atramų. Tai vadinama trijų taškų pakrovimo sąlygomis. Įvedus jėgą, bet koks spindulio įlinkis ar judėjimas išmatuojamas ir registruojamas, o vėliau analizuojamas.
Lenkimo modulis buvo nustatytas įvairioms konstrukcijoms, įskaitant metalus, medieną, stiklą, betoną ir plastiką. Paprastai jis matuojamas esant aplinkos temperatūrai. Kai kurių medžiagų, kaip ir daugelio plastikų, savybės keisis priklausomai nuo temperatūros. Lenkimo bandymas kartais atliekamas žemesnėje arba aukštesnėje temperatūroje, siekiant imituoti numatytą galutinio naudojimo aplinką; Tokios žinios yra labai svarbios žmonėms, statantiems dideliame aukštyje arba ekstremaliomis klimato sąlygomis, ypač arktinėse zonose ar šalia pusiaujo.