
【化】 modulus of section; section modulus
截面模量(Section Modulus)是材料力學和結構工程中的核心概念,指構件橫截面抵抗彎曲變形的幾何特性參數。其英文對應術語為Section Modulus,通常用符號 ( Z ) 或 ( S ) 表示,單位為立方米(m³)或立方毫米(mm³)。以下是詳細解釋:
截面模量定義為截面慣性矩(( I ))與中性軸到截面最遠邊緣距離(( y_{text{max}} ))的比值,即: $$ Z = frac{I}{y_{text{max}}} $$ 它反映了截面在彎矩作用下抵抗彎曲應力的能力。截面模量越大,構件抗彎承載力越強。例如,矩形截面的截面模量計算公式為 ( Z = frac{bh}{6} )(( b )為寬度,( h )為高度)。
梁受彎時,最大彎曲應力 ( sigma{text{max}} ) 由公式 ( sigma{text{max}} = frac{M}{Z} ) 确定(( M )為彎矩)。截面模量 ( Z ) 直接決定構件的應力分布和承載極限。
在鋼結構、混凝土梁設計中,需根據荷載計算所需 ( Z ) 值,進而選擇型鋼型號(如工字鋼、H型鋼)或設計截面尺寸,确保安全性與經濟性。
常見截面的 ( Z ) 值可通過公式或設計手冊查表獲得:
在漢英對照中,“截面”對應“Cross-section”,“模量”譯為“Modulus”,強調其作為材料或幾何的量化指标屬性。該術語在《工程力學》《結構設計原理》等教材中均有系統闡述。
參考資料
截面模量(Section Modulus)是材料力學中描述截面抗彎能力的重要幾何參數,用于衡量構件在彎曲載荷下的強度。以下為詳細解釋:
截面模量表示材料截面形狀對彎曲應力的抵抗能力,計算公式為: $$ Z = frac{I}{c} $$ 其中:
若兩根梁材料相同,截面模量較大的梁能承受更大的彎矩而不發生破壞。例如,矩形截面梁高度增加一倍,其( Z )值将增至原來的4倍,抗彎能力顯著提升。
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