Conoce el Significado del Módulo de Flexión y su Funcionamiento

El módulo de flexión es una medida de cómo un determinado material se deformará e incluso potencialmente se deformará cuando se le aplique peso o fuerza. Este es un cálculo importante en los campos de la ingeniería y la arquitectura, ya que les dice a los constructores y diseñadores el peso máximo que pueden soportar los diferentes materiales. Los cálculos a menudo dan forma a las decisiones tomadas en la construcción y el diseño de todo, desde rascacielos y hogares hasta maquinaria industrial, automóviles y electrodomésticos básicos de consumo. Como resultado, juega un papel importante en la ingeniería y el diseño civil, mecánico y aeroespacial, y se utiliza con frecuencia para seleccionar los materiales correctos para las piezas que soportarán cargas sin doblarse ni deformarse.

El módulo de flexión es una medida de cómo un determinado material reacciona al peso y la fuerza.

Diferencias de material

En términos básicos, el cálculo describe la capacidad de un material con una sección transversal específica para resistir la flexión cuando se somete a tensión. Sin embargo, el número varía necesariamente según el tipo de material en cuestión. Incluso las superficies y estructuras que parecen comparables pueden tener diferentes capacidades en lo que respecta a la capacidad de carga.

El módulo de flexión es un concepto importante en ingeniería.

Los materiales dúctiles como el acero y el latón , que pueden deformarse mucho antes de fallar, tienen una clasificación de módulo bien definida, por ejemplo. Los materiales frágiles como el vidrio y el hormigón suelen tener poca o ninguna deformación plástica antes de fallar. Por esta razón, muchos materiales frágiles no tienen una medida claramente definida y, a menudo, se describen por su resistencia a la flexión, que es la cantidad máxima de esfuerzo de flexión que se puede aplicar antes de que se produzca la rotura o falla del material.

Relación entre estrés y tensión

El término se utiliza para definir la relación entre un esfuerzo de flexión y la deformación resultante. La deformación es una medida de la cantidad que se deformará un material cuando se aplica una tensión. La tensión elástica es reversible y desaparecerá una vez que se elimine la tensión, lo que significa que el material volverá a su estado original. Sin embargo, a altos niveles de tensión , un material se deformará permanentemente y, por lo general, no volverá a sus dimensiones originales. Esto se conoce como "deformación plástica" o "deformación".

Las vigas utilizadas en el diseño de un túnel deben ser lo suficientemente fuertes como para soportar miles de toneladas de concreto y tierra.

Trazar la curva

Los ingenieros y arquitectos suelen trazar el módulo en un gráfico que puede servir como una representación visual de la interacción entre la tensión y la deformación. El resultado se conoce típicamente como una "curva de tensión-deformación" y muestra cómo cambia la deformación con la tensión de flexión aplicada. La pendiente de esta curva en la región donde se produce la deformación elástica define el módulo de flexión del material. Las unidades de medida son, en la mayoría de los casos, libras por pulgada cuadrada (psi) o Newtons por metro cuadrado, quizás más comúnmente conocidas como pascales (Pa).

Pruebas de laboratorio

En realidad, obtener una medición precisa del módulo de flexión puede ser algo complicado, pero casi siempre se determina mediante una serie de pruebas de laboratorio intensivas. En la mayoría de los casos, los ingenieros comenzarán con una muestra del material objetivo con una forma específica y dimensiones conocidas. La "prueba de flexión" es esencialmente una medida de la fuerza necesaria para doblar una muestra, a menudo conocida como "viga", que tiene dimensiones definidas. Los técnicos generalmente aplican fuerza en tres puntos: la viga generalmente se apoya en el lado inferior cerca de ambos extremos y se aplica una fuerza en la parte superior en el punto central, entre los soportes inferiores. Esto se conoce como condiciones de carga de tres puntos . Una vez que se ha introducido la fuerza, se mide y registra cualquier desviación o movimiento del rayo y luego se analiza.

El módulo de flexión se ha determinado para una amplia variedad de materiales estructurales, incluidos metales, madera, vidrio, hormigón y plásticos. Por lo general, se mide en condiciones de temperatura ambiente. Las propiedades de algunos materiales, como muchos plásticos, cambiarán con la temperatura. La prueba de flexión a veces se realiza a temperaturas más bajas o más altas para simular el entorno de uso final previsto; este tipo de conocimiento es realmente importante para las personas que construyen a gran altura o en condiciones climáticas extremas, especialmente en las zonas árticas o cerca del ecuador.