Los ingenieros usan el módulo de sección de la sección transversal de un haz como uno de los determinantes de la intensidad del haz. En algunos casos, emplean el módulo de elasticidad bajo la suposición de que después de que se elimina una fuerza de deformación, el haz vuelve a su forma original. En los casos en que el comportamiento plástico es dominante, lo que significa que la deformación es permanente hasta cierto punto, tienen que calcular el módulo de plástico. Este es un cálculo sencillo cuando el haz tiene una sección transversal simétrica y el material del rayo es uniforme, pero cuando la sección transversal o la composición del rayo es irregular, es necesario dividir la sección transversal en pequeños rectángulos, calcular el módulo para cada rectángulo y resuma los resultados.
Vigas transversales rectangulares
Cuando aplica tensión a un punto de una viga, somete parte de la viga a una fuerza de compresión y la otra parte a una fuerza de tensión El eje neutro de plástico (PNA) es la línea a través de la sección transversal de la viga que separa el área bajo compresión de la que está bajo tensión. Esta línea es paralela a la dirección del estrés aplicado. Una forma de definir el módulo plástico (Z) es como el primer momento del área alrededor de este eje cuando las áreas arriba y abajo del eje son iguales.
Si A C y A T son las áreas de la sección transversal bajo compresión y bajo tensión respectivamente, y d C yd T son las distancias desde los centroides de las áreas bajo compresión y bajo tensión desde el PNA, el módulo de plástico se puede calcular con la siguiente fórmula: Z = A C • d C + A T • d T Para un haz rectangular uniforme de altura d y anchura b, esto se reduce a: Z = bd 2/4 Vigas no uniformes y no simétricas Cuando una viga no tiene una simétrica La sección transversal o la viga se compone de más de un material, las áreas por encima y por debajo de la PNA pueden ser diferentes, dependiendo del momento de la tensión aplicada. La localización del PNA y el cálculo del módulo de plástico se convierten en procesos de múltiples pasos que implican dividir el área de sección transversal del haz en polígonos, cada uno con áreas iguales sometidas a fuerzas de compresión y tensión. El momento plástico del haz se convierte en una suma de las áreas bajo compresión, multiplicado por la distancia de cada área al centroide de compresión y multiplicado por la resistencia a la tracción de esa sección, que luego se agrega a la misma suma para las secciones bajo tensión. El momento tiene un componente positivo y negativo, dependiendo de la dirección de la tensión, el eje y la combinación de materiales en el haz. El módulo de plástico para el haz es, por lo tanto, la suma de los momentos positivos y negativos divididos por la resistencia del material del primer polígono en la serie de suma para el momento plástico.
