Τι είναι η αντοχή σε κάμψη;

Η αντοχή σε κάμψη είναι η ικανότητα ενός αντικειμένου να κάμπτεται χωρίς να δημιουργεί σημαντικές παραμορφώσεις. Ένα τυπικό πείραμα που ονομάζεται δοκιμή τριών σημείων μπορεί να υπολογίσει την αντοχή σε κάμψη ενός αντικειμένου. Για παράδειγμα, μια ορθογώνια πλάκα από σκυρόδεμα τοποθετείται σε δύο παράλληλες πλατφόρμες. Στη συνέχεια, ένα άλλο αντικείμενο ασκεί φορτίο στο κεντρικό τμήμα του σκυροδέματος, ανάμεσα στις πλατφόρμες, και σταδιακά αυξάνει την πίεση μέχρι να σπάσει το σκυρόδεμα. Η αντοχή σε κάμψη του σκυροδέματος υπολογίζεται με βάση το βάρος του φορτίου που καταρρέει το σκυρόδεμα, την απόσταση μεταξύ των πλατφορμών και το πλάτος και το πάχος του αντικειμένου που δοκιμάζεται.

Η αντοχή σε κάμψη ενός αντικειμένου συσχετίζεται επίσης με την αντοχή του σε εφελκυσμό ή με την ικανότητα του αντικειμένου να τεντώνεται χωρίς να αλλάζει σημαντικά το σχήμα του. Όταν ένα αντικείμενο αναγκάζεται να λυγίσει, τεντώνεται με κάποιο τρόπο, αν και μόνο σε εντοπισμένη περιοχή. Σε επαγγελματικούς τομείς όπως οι κατασκευές και η μηχανική, η γνώση των αντοχών σε κάμψη και εφελκυσμό ενός υλικού είναι σημαντική προκειμένου να διασφαλιστεί ότι το υλικό είναι αρκετά ανθεκτικό για χρήση σε κατασκευές. Σκληρά αλλά εύθραυστα αντικείμενα, όπως ξύλινο σκυρόδεμα, κράματα και πλαστικό, χρησιμοποιούνται συχνότερα στην κατασκευή από ελαστικά και όλκιμα αντικείμενα όπως καουτσούκ, χρυσός ή ασήμι, επομένως είναι πιο σημαντικό να αξιολογηθούν οι αντοχές σε κάμψη και εφελκυσμό του πρώτου.

Θεωρητικά, οι αντοχές σε κάμψη και εφελκυσμό ενός αντικειμένου θα ήταν σε παρόμοια εύρη εάν υπάρχει ομοιογένεια στα χρησιμοποιούμενα υλικά, που σημαίνει ότι οι ουσίες που χρησιμοποιούνται αναμιγνύονται εξίσου. Εάν οι ουσίες δεν αναμειγνύονται ομοιόμορφα, τότε οι αντοχές σε κάμψη και εφελκυσμό ενδέχεται να διαφέρουν δραστικά σε διαφορετικές περιοχές του αντικειμένου. Ένας άλλος παράγοντας που μπορεί να αλλάξει τις αντοχές σε κάμψη και εφελκυσμό ενός αντικειμένου είναι τα ελαττώματα. Για παράδειγμα, ένα σχοινί με σχισμένες ίνες μπορεί να αυξήσει την αντοχή του σε εφελκυσμό, καθώς οι ίνες μπορούν να τεντωθούν περισσότερο, αλλά μπορεί να μειώσει την αντοχή του στην κάμψη, ειδικά όταν εφαρμόζεται φορτίο στην περιοχή όπου οι ίνες είναι πιο αδύναμες.

Η θερμοκρασία και η υγρασία παίζουν επίσης ρόλο στην αλλαγή των αντοχών. Συνήθως, η ψυχρότερη θερμοκρασία και ο ξηρός αέρας κάνουν ένα αντικείμενο πιο σκληρό και πιο εύθραυστο, μειώνοντας έτσι τις αντοχές του σε κάμψη και εφελκυσμό. Η υψηλότερη θερμοκρασία και η περισσότερη υγρασία συνήθως αυξάνουν την υγρασία σε ένα αντικείμενο, καθιστώντας το έτσι πιο προσαρμόσιμο και αυξάνοντας τις αντοχές σε κάμψη και εφελκυσμό.