Mitä on taivutuslujuus?

Taivutuslujuus, joka tunnetaan myös nimellä taivutuslujuus tai poikittainen murtolujuus, on materiaaliominaisuus, joka määritellään materiaalin suurimmaksi jännitykseksi juuri ennen kuin se taipuu taivutuskokeessa.

Kun koekappaletta, yleensä palkkia tai tankoa, taivutetaan, se kokee erilaisia jännityksiä koko syvyydessään. Taivutuksen sisäpuolella jännitys on suurimmillaan puristusjännityksessä, kun taas vastakkaisella puolella jännitys on suurimmillaan vetojännityksen arvossa.

Näitä kappaleen sisä- ja ulkoreunoja kutsutaan äärijännityksiksi. Useimmat materiaalit pettävät vetojännityksen takia ennen kuin ne pettävät puristusjännityksen takia. Tämä johtuu pinnalla olevista pienistä erikokoisista vioista, jotka kasvavat vetojännityksen alaisena.

Sen vuoksi suurinta vetojännityksen arvoa taivutuksessa ennen kuin palkki tai sauva pettää, pidetään sen taivutuslujuutena.

Miten taivutuslujuus mitataan?

Tyypillisesti materiaalinäytteet testataan kolmipistetaivutusasennelmassa, jossa kuormitus kohdistetaan näytteeseen keskitetysti kahden tuen välissä.

Tämä asetelma synnyttää suurimman taivutusmomentin näytteen keskelle, mikä ei anna parasta kuvaa materiaalin yleisestä suorituskyvystä, koska tukipisteiden läheisyydessä olevat suuremmat viat eivät vaikuta mitattuun taivutuslujuuteen.

Tosiasiallisen vikatiheyden paremmaksi kuvaamiseksi käytetään nelipisteistä taivutuskokeen testiä, joka jakaa suurimman taivutusmomentin suuremmalle alueelle näytteestä.

Rengas-rengas-asetelma on levyjen tai levyjen nelipistetaivutustestin muunnelma.

Mitkä ovat taivutuslujuuden tyypilliset arvot?