Jakie są specyficzne właściwości mechaniczne, które sprawiają, że puste kształtowniki stalowe są bardziej odporne na obciążenia zginające i skręcające??

Puste profile stalowe (HSS) wykazują doskonałą odporność na obciążenia zginające i skręcające ze względu na kilka właściwości mechanicznych:

1. Moment bezwładności:

Moment bezwładności, oznaczone jako „ja”.’ w mechanice, jest miarą odporności obiektu na zmiany jego obrotu. Zależy ona zarówno od masy obiektu, jak i od jego rozkładu masy wokół osi obrotu. Dla elementu konstrukcyjnego, oś obrotu jest zazwyczaj neutralna (centroidalny) oś. W HSS, więcej materiału znajduje się dalej od tej neutralnej osi w porównaniu z litą belką z tego samego materiału i o tej samej wadze. Ta większa odległość zwiększa moment bezwładności, dając HSS lepszą odporność na zginanie.

2. Moduł przekroju:

Moduł przekroju, często symbolizowane jako „S”, to kolejna właściwość wskazująca wytrzymałość materiału na zginanie. Definiuje się go jako moment bezwładności podzielony przez odległość od osi neutralnej do zewnętrznej powierzchni kształtu. Podobnie jak moment bezwładności, wskaźnik przekroju dla HSS jest większy niż dla belki pełnej z tego samego materiału i o tej samej wadze, zapewniając doskonałą odporność na zginanie.

3. Stała skrętna:

Stała skrętna, znana również jako stała skręcania, i reprezentowane jako „J”, to właściwość opisująca odporność obiektu na odkształcenia skrętne. Dla okrągłego HSS, stała skręcania jest wyższa niż w przypadku litego okrągłego pręta z tego samego materiału i tej samej wagi, zapewniając doskonałą odporność na skręcanie.

Wszystkie te właściwości mechaniczne zależą od kształtu i rozmieszczenia materiału w elemencie konstrukcyjnym. Pusta sekcja umieszcza więcej materiału dalej od osi neutralnej, co zwiększa te właściwości, a tym samym poprawia odporność na zginanie i skręcanie. Dlatego, za tę samą wagę, HSS często może być mocniejszy niż lita stal.