مقاومت خمشی
استحکام خمشی یا استحکام شکست یا مدول شکست یا مدول پارگی، یک ویژگی ماده است و بیانگر حداکثر تنش فشاری یا کششی (هر کدام که باعث شکست می‌شود) است که ماده قبل از شکست تحت خمش در آزمون خمش می‌تواند تحمل کند. این آزمون معمولا برای نمونه هایی به شکل میله با مقاطع عرضی دایروی یا مستطیلی در دو روش سه نقطه ای و چهار نقطه ای انجام میگیرد. مقاومت خمشی، نشان دهنده بالاترین تنش تجربه شده در ماده قبل از تسلیم (yield) یا شکست است. استحکام خمشی، نوعی تنش است و به صورت نیرو بر واحد سطح اندازه گیری میشود و در اینجا با نماد σ نمایش داده شده است.  = معرفی =
وقتی جسمی که از یک ماده واحد تشکیل شده (مثل یک تیر چوبی یا یک میله فولادی) تحت خمش قرار میگیرد، بازه ای از تنش در راستای عمق آن ایجاد میشود( شکل 3). در لبه جسم در داخل خم (صورت مقعر)، تنش در حداکثر مقدار فشاری خود و در قسمت بیرونی خم (صورت محدب)، تنش در حداکثر مقدار کششی خود خواهد بود. بیشتر مواد قبل از این که تحت تنش فشاری آسیب ببینند ، معمولاً تحت تنش کششی از کار افتاده میشوند، بنابراین حداکثر مقدار تنش کششی که می تواند قبل از شکست تیر یا میله تحمل شود، همان مقاومت خمشی آن است. = مقاومت خمشی و کشش = اگر ماده مورد بحث ما همگن باشد، مقاومت خمشی همان مقاومت کششی خواهد بود، اما این مورد بسیار نادر است؛ در حقیقت ، بیشتر مواد دارای عیوب کریستالی در ساختارشان هستند که باعث می شوند تنش ها به صورت متمرکز و محلی عمل کنند و این عمل به طور موثری باعث ضعف موضعی ماده می شود.
وقتی ماده خم می شود، فقط لبه های A و B (شکل 1) تحت تنش ماکسیمم قرار میگیرند، بنابراین ، اگر این لبه ها عاری از عیوب کریستالی باشند ، مقاومت خمشی توسط آن ها مهار می شود، اما اگر ماده مشابه، به جای خمش، فقط تحت نیروی کششی قرار بگیرد ، تمام الیاف موجود در مقطع ماده در تنش یکسانی قرار میگیرند و تسلیم ماده هنگامی آغاز می شود که ضعیف ترین قسمت مقطع ،به آستانه تنش کششی قابل تحمل خود برسد؛ بنابراین ، معمول است که مقاومتهای خمشی از مقاومت کششی برای همان ماده بالاتر باشد (گرچه در مواردی، برعکس این موضوع رخ میدهد؛ یک ماده همگن با نقص فقط در سطح آن (به عنوان مثال ، به دلیل خراش) ممکن است دارای مقاومت کششی بالاتر از مقاومت خمشی باشد.)
اگر عیوب کریستالی را در نظر نگیریم، واضح است که هر دو این نیروها باعث ایجاد تنش شکست یکسانی در ماده می شوند( که مقدار آن به جنس ماده بستگی دارد.) از این رو با توجه به فرمول های زیر، نیرویی که برای شکست ماده از طریق خمش نیاز است، کمتر از نیروی کششی محوری است:
برای یک نمونه با مقطع مستطیلی ، تنش حاصل شده تحت نیروی محوری با فرمول زیر داده می شود:
formula_1
F: بار محوری (نیرو) در نقطه شکست
b: عرض میله (شکل 1)
d: عمق یا ضخامت ماده
تنش حاصل برای یک نمونه مستطیل شکل تحت بار خمشی سه نقطه ای (شکل 4) با فرمول زیر آورده شده است ( در قسمت بعد درباره آن صحبت میشود)
formula_2
به طور معمول، L (شکل4) بسیار بیشتر از d است، بنابراین کسر formula_3 بزرگتر از یک است.
= اندازه گیری استحکام خمشی = برای یک نمونه مستطیل شکل تحت بارگذاری خمشی سه نقطه ای (شکل4):
formula_2
F: بار محوری (نیرو) در نقطه شکست
b: عرض میله
d: عمق یا ضخامت ماده
L: طول نمونه بین دو تکیه گاه
برای یک نمونه مستطیل شکل تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه ای (شکل 5) که فاصله بین دو نیرو در آن، یک سوم طول نمونه بین دو تکیه گاه است:
formula_5
برای یک نمونه مستطیل شکل تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه ای (شکل 5) که فاصله بین دو نیرو در آن، یک دوم طول نمونه بین دو تکیه گاه است:
formula_6
در حالت کلی، برای یک نمونه مستطیل شکل تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه ای (شک5) که فاصله بین دو نیرو در آن L و طول نمونه بین دو تکیه گاه L است:
formula_7
= منابع = Michael Ashby (2011). "". Butterworth-Heinemann. p. 40
Callister, William D., Jr. (2003). "". John Wiley & Sons, Inc., 5th Ed. p. 409
= جستارهای وابسته =