Inhalt
- Anleitung zur Linearkraft
- Schritt 1
- Schritt 2
- Schritt 3
- Schritt 4
- Schritt 5
- Schritt 6
- Drehmomentanweisungen
- Schritt 1
- Schritt 2
- Schritt 3
- Schritt 4
- Schritt 5
- Schritt 6
Das Steifigkeitsmodul oder Schermodul ist eine experimentell abgeleitete Zahl, die den Elastizitätsgrad darstellt, den ein Material unter Scherbeanspruchung aufweist. Dies ist wichtig für viele technische Probleme, z. B. für die Frage, wie viel eine Reihe von Verbindungen in einem Fahrzeug beim Beladen bringt. Die Formel für dieses Modul ist die Scherspannung eines Materials geteilt durch seine Verformung. Der Prozess variiert geringfügig, je nachdem, ob die Scherbeanspruchung auf eine lineare Kraft oder ein Drehmoment zurückzuführen ist.
Anleitung zur Linearkraft
Schritt 1
Zeichnen Sie ein Freikörperdiagramm. Es ist eine schematische Zeichnung, die das interessierende Objekt zeigt, das von jedem umgebenden Teil isoliert ist. Ersetzen Sie Teile oder externe Objekte nicht durch Teile, sondern durch Darstellungen der von ihnen erzeugten Vektorkräfte.
Schritt 2
Berechnen Sie die Scherkraft, die auf einen Stoßabschnitt des Objekts wirkt. Hierbei geht es einfach darum, das Freikörperdiagramm zu betrachten und parallele Kräfte zu addieren oder zu subtrahieren.
Schritt 3
Berechnen Sie die Fläche der Fläche, die von der Scherkraft betroffen ist. Konsultieren Sie die entsprechenden Formeln für unbekannte geometrische Figuren.
Schritt 4
Teilen Sie die Scherkraft durch den Bereich der Fläche, auf die sie wirkt. Dieser Grund ist die Scherspannung. Die Scherspannung wird gleichmäßig über eine Fläche verteilt, wenn sie durch parallel dazu wirkende Kräfte in einer einzigen Richtung verursacht wird.
Schritt 5
Bestimmen Sie die Verformung. Die Verformung bestimmt, wie stark sich das Material als Reaktion auf die Kraft ausdehnt.Insbesondere ist bei einer linearen Kraft die Verformung gleich dem Abstand, in dem sich das Material in Richtung der Kraft bewegt, geteilt durch die Länge zwischen der ausgeübten Kraft und dem Ankerpunkt des Materials.
Schritt 6
Berechnen Sie das Steifigkeitsmodul, indem Sie die Schubspannung auf der Fläche durch die Materialverformung dividieren. Je größer das Steifigkeitsmodul ist, desto steifer und weniger elastisch ist das Material.
Drehmomentanweisungen
Schritt 1
Zeichnen Sie ein Freikörperdiagramm, in dem alle Objekte außer dem interessierenden entfernt werden.
Schritt 2
Addieren oder subtrahieren Sie die Drehmomente abhängig von ihrer Richtung, um das nützliche Drehmoment zu ermitteln, das auf den interessierenden Stoßabschnitt wirkt.
Schritt 3
Berechnen Sie die Torsionskonstante. Es beschreibt, wie widerstandsfähig eine bestimmte geometrische Figur gegen Torsion ist. Beachten Sie die entsprechenden Gleichungen für den Abschnitt Schock, den Sie analysieren.
Schritt 4
Messen Sie die Länge des Torsionskraftabstands, der auf die Fläche wirkt, zum nächsten Ankerpunkt.
Schritt 5
Beobachten Sie den Torsionswinkel, dh wie stark sich die Fläche in Bezug auf den nächsten Ankerpunkt gedreht hat.
Schritt 6
Berechnen Sie das Steifigkeitsmodul. Das Verhältnis der Torsion zur Torsionskonstante ist gleich dem Verhältnis des Produkts des Steifigkeitsmoduls und des Torsionswinkels zur Länge. Sie können diese Gleichung in wenigen Schritten lösen.