ฐานข้อมูลวัสดุโครงสร้าง | BeamMetric

โมดูลัสยืดหยุ่น ความเค้นครากและความหนาแน่น

วิธีอ่านตารางคุณสมบัติวัสดุ

ตารางแสดงคุณสมบัติสี่อย่างที่เครื่องคำนวณ BeamMetric อื่นๆ ใช้: มอดุลัสของยัง E สำหรับความแข็งเกร็ง กำลังครากสำหรับการเริ่มเสียรูปถาวร มอดุลัสเฉือน G สำหรับการบิด และความหนาแน่นสำหรับน้ำหนักตัวเอง ค่าให้ไว้สำหรับวัสดุโครงสร้างทั่วไปเจ็ดชนิด

เหล็กทั้งสองที่แสดงมี E = 200,000 MPa และความหนาแน่น 7,850 kg/m³ เหมือนกัน แต่ A992 ครากที่ 345 MPa เทียบกับ 250 MPa สำหรับ A36 — การเปลี่ยนเกรดเพิ่มกำลังโดยไม่เพิ่มความแข็งเกร็ง สเตนเลส 304 อยู่ใกล้เคียงที่ E = 193,000 MPa พร้อมกำลังครากต่ำกว่าที่ 215 MPa

อะลูมิเนียม 6061 (E = 69,000 MPa, 2,700 kg/m³) แข็งเกร็งประมาณหนึ่งในสามและหนาแน่นประมาณหนึ่งในสามของเหล็ก ขณะที่ไทเทเนียม Gr5 รวมกำลังคราก 880 MPa กับ 4,510 kg/m³ ไม้สองชนิด ดักลาสเฟอร์และเซาเทิร์นไพน์ ครอบคลุม E = 12,400-13,800 MPa ที่ความหนาแน่นใกล้ 530-590 kg/m³

FAQ

ความแตกต่างระหว่างเหล็ก A36 และ A992 คืออะไร?

ความแข็งเกร็งเหมือนกัน — ทั้งคู่มี E = 200,000 MPa — แต่ A992 ครากที่ 345 MPa เทียบกับ 250 MPa สำหรับ A36 ข้อได้เปรียบกำลัง 38% ที่ความหนาแน่นเดียวกัน คานที่เปลี่ยนจาก A36 เป็น A992 ต้านน้ำหนักได้มากกว่าก่อนคราก แต่แอ่นตัวพอดีเท่ากัน

ฉันควรเปรียบเทียบวัสดุตามความแข็งเกร็งหรือกำลัง?

พวกมันตอบคำถามต่างกัน E ควบคุมการแอ่นตัวและการโก่งเดาะ ซึ่งมักควบคุมช่วงยาว; กำลังครากควบคุมการเสียรูปถาวร ไทเทเนียม Gr5 ครากที่ 880 MPa — สองเท่าครึ่งของ A992 — แต่ E ของมัน 114,000 MPa มากกว่าครึ่งหนึ่งของเหล็กเพียงเล็กน้อย จึงแอ่นตัวมากกว่ามากภายใต้น้ำหนักเดียวกัน

วัสดุใดให้ความแข็งเกร็งต่อหน่วยน้ำหนักมากที่สุด?

น่าทึ่งที่โลหะเกือบเสมอกัน: E หารด้วยความหนาแน่นให้ประมาณ 25.5 สำหรับเหล็ก (200,000/7,850), 25.6 สำหรับอะลูมิเนียม 6061 และ 25.3 สำหรับไทเทเนียม Gr5 ในหน่วยที่ตรงกัน โลหะเบาชนะที่น้ำหนักสัมบูรณ์ ไม่ใช่ความแข็งเกร็งจำเพาะ — แม้แต่ดักลาสเฟอร์ก็ถึงประมาณ 23.4

เหตุใดตารางจึงรวมมอดุลัสเฉือน G?

การบิดและการเสียรูปเฉือนขึ้นกับ G ไม่ใช่ E และอัตราส่วนต่างกันตามวัสดุ: G ของเหล็ก 79,300 MPa ประมาณ 40% ของ E ขณะที่ 810 MPa ของดักลาสเฟอร์เป็นเพียง 6.5% ของ E — ไม้ยืดหยุ่นในการบิดอย่างไม่ได้สัดส่วน