Bagaimana saya bisa menemukan jumlah kekuatan yang diperlukan untuk menekuk dan memecahkan silinder magnesium?

1

Saya ingin menentukan berapa banyak kekuatan dalam Newton akan perlu menekuk silinder magnesium yang solid. Silinder berdiameter (x) cm, dan panjangnya (l) cm. Kepadatan paduan magnesium normal adalah 1,8 gram per cm kubik. Kekuatan luluh 130 MPa, kekuatan tarik 220 MPa, modulus Young adalah 45 GPa, dan suhu lelehnya sekitar 615 derajat Celcius. Semua informasi tentang magnesium alloy dapat ditemukan di sini .

Bagaimana saya bisa menghitung jumlah gaya yang diperlukan untuk menekuk silinder magnesium dengan diameter dan panjang variabel yang bervariasi, atau gaya minimum yang diperlukan untuk mematahkan silinder magnesium dengan menekuk? Jika saya memiliki formula umum, saya kemudian dapat menggunakan hukum Newton untuk menemukan berapa banyak massa yang dapat diletakkan pada silinder untuk menekuknya atau mematahkannya dengan menekuk, berdasarkan gravitasi planet Bumi.

mechanical-engineering metals Viktor Raspberry
sumber
@ ViktorRaspberry - Membungkuk di bawah beban seragam, momen yang diterapkan, atau gaya titik? Tunjukkan kekuatan di akhir, tengah, atau lokasi sewenang-wenang lainnya? Ketika Anda mengatakan "tekuk", saya berasumsi Anda meminta gaya yang diperlukan untuk merusak logam secara permanen. Apakah ini benar? Ketika Anda mengatakan istirahat, berapa banyak siklus pemaksaan yang Anda minati sebelum rusak? Bagaimana ujung tetap (tanpa paksaan) silinder dipertahankan? Apakah dilas, dikunci, diklem, dll.? Apa spesifikasi koneksi pemasangan (bentuk las, ukuran ulir, dll.)?
Chuck
@Chuck Silinder dipegang di kedua ujungnya sehingga tidak akan berputar atau bergerak, dan gaya diterapkan di tengah silinder, dan ia ditekuk oleh beban yang seragam. Ya, tenaga yang diperlukan untuk merusak silinder secara permanen. Dengan istirahat, maksud saya jumlah minimum gaya yang diperlukan untuk memisahkan silinder menjadi dua bagian, dengan menekuk. Silinder dilas dengan kuat di kedua ujungnya.
Viktor Raspberry
Jika dilas di kedua ujungnya dan mengalami beban yang seragam maka saya pikir itu akan bergeser sebelum patah dengan menekuk, kecuali jika Anda berencana untuk bersepeda beban di atasnya, tetapi bahkan kemudian itu masih mungkin tidak masalah.
Chuck

Jawaban:

1

Jawaban sederhana: Gunakan teori balok klasik untuk menghitung distribusi beban silinder Anda dengan beban yang diterapkan. Kemudian bandingkan dengan kekuatan material Anda.

Jawaban yang lebih kompleks: Kekuatan bahan adalah subjek yang cukup besar sendiri, dan memberikan jawaban yang memuaskan untuk pertanyaan Anda memerlukan lebih banyak informasi penting pada aplikasi Anda. Mengapa Anda ingin memprediksi perilaku itu? Apakah hanya demi prediksi? Apakah Anda ingin mencegah silinder dari deformasi permanen atau pecah? Atau Anda ingin sengaja merusak dan memecahkan silinder? Apakah Anda perlu mempertimbangkan faktor keamanan? Bagaimana sebenarnya gaya normal diterapkan? Bagaimana tepatnya silinder dipasang? Seberapa baik Anda mengetahui sifat material Anda?

Robin
sumber