Taivutuslujuutta

Taivutuslujuus on materiaalin kyky kestää taivutusta ennen murtumista. Se kuvaa maksimaalista jännitystä, jonka näyte saavuttaa taivutustestissä, ja arvo riippuu sekä aineesta että näytteen geometriasta.

Taivutuslujuutta mitataan yleisimmin kolmipiste- tai nelipiste-taivutustesteillä. Näyte on tavallisesti suorakaiteen muotoinen palkki, jota tuetaan kahdella tukipisteellä ja kuorma kohdistetaan keskelle (kolmipiste) tai kahdella kuormitusalueella (nelipiste). Testituloksista saadaan taivutuslujuus, arvo, joka kuvaa maksimaalista jännitystä murtumuspisteessä. Kolmipisteessä suurin jännitys voidaan likimääräisesti laskea geometrian perusteella: σ_f = (3 F L) / (2 b d^2), missä F on murtokuorma, L span, b leveys ja d paksuus. Tarkka laskentakaava riippuu testimuodosta ja standardoinnista.

Taivutuslujuuteen vaikuttavat monet tekijät: materiaalin mikrorakenne, lämpötila, kosteus sekä kuormitusnopeus. Komponenttien ja rakennemateriaalien osalta käytännön käyttäytyminen voi poiketa toisistaan: keraamit ja komposiitit voivat osoittaa erittäin erilaista taivutusvastetta kuin metalliseokset.

Käytännössä taivutuslujuutta käytetään suunnittelussa, erityisesti puun, muovien, keramiikan ja komposiittien, sekä rakennus- ja kuljetusteollisuudessa. Testit standardoidaan yleensä ISO- ja ASTM- tai vastaavien kansainvälisten ohjeiden mukaan, ja tuloksia käytetään vertailevina mittareina sekä materiaali- että tuotetekijöiden arvioinnissa.