Biegemodul - Flexural modulus

In der Mechanik , die Biegemodul oder Biegemodul ist eine intensive Eigenschaft , die als das Verhältnis der berechnet wird Beanspruchung zu Dehnung in Biegeverformung oder die Tendenz für ein Material zu wieder Biegen. Sie wird aus der Steigung einer Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt, die durch einen Biegetest (wie ASTM D790) erzeugt wurde, und verwendet Krafteinheiten pro Fläche. Der mit dem 3-Punkt-Biegeversuch definierte Biegemodul geht von einer linearen Spannungs-Dehnungs-Reaktion aus.

Biegemodulmessung

Für einen 3-Punkt-Test eines rechteckigen Balkens, der sich wie ein isotropes lineares Material verhält, wobei w und h die Breite und Höhe des Balkens sind, I das zweite Flächenmoment des Balkenquerschnitts ist, L der Abstand zwischen den zwei äußere Stützen, und d ist die Durchbiegung aufgrund der Last F in der Mitte des Trägers, der Biegemodul:

${\displaystyle E_{\mathrm {flex}}={\frac {L^{3}F}{4wh^{3}d}}}$

Aus der Theorie des elastischen Balkens

${\displaystyle d={\frac {L^{3}F}{48IE}}}$

und für Rechteckbalken

${\displaystyle I={\frac {1}{12}}w^{3}}$

also ( Elastizitätsmodul ) ${\displaystyle E_{\textrm {flex} }=E}$

Idealerweise Biege- oder Biegeelastizitätsmodul entspricht den Zugmodul ( Young-Modul ) oder Druckelastizitätsmodul. In Wirklichkeit können diese Werte unterschiedlich sein, insbesondere bei Polymeren, die oft viskoelastische (zeitabhängige) Materialien sind. Die Äquivalenz des Biegemoduls mit dem Young-Modul setzt auch äquivalente Druck- und Zugmodule voraus, da Biegeproben sowohl Zug- als auch Druckdehnung aufweisen. Insbesondere Polymere weisen bei gleichem Material oft drastisch unterschiedliche Druck- und Zugmoduli auf.

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