Mikä on taivutusvoima?

Taivutuslujuus on kohteen kyky taivuttaa ilman suuria muodonmuutoksia. Tavallinen koe, jota kutsutaan kolmipistetestiksi, voi laskea kohteen taivutuslujuuden. Esimerkiksi suorakulmainen betonilaatta asetetaan kahdelle rinnakkaiselle alustalle. Sitten toinen kohde kuormittaa betonin keskiosaa, lautojen väliin, ja lisää painetta vähitellen, kunnes betoni hajoaa. Betonin taivutuslujuus arvioidaan betonin romahtavan kuorman painon, tasojen välisen etäisyyden ja testattavan kohteen leveyden ja paksuuden perusteella.

Kohteen taivutuslujuus korreloi myös sen vetolujuuden tai kohteen kyvyn kanssa venyttää muuttamatta sen muotoa merkittävästi. Kun kohde taivutetaan, se myös venyy jotenkin, vaikka vain paikallisella alueella. Ammatillisilla aloilla, kuten rakentamisessa ja tekniikassa, materiaalin taivutus- ja vetolujuuksien tunteminen on tärkeää, jotta voidaan varmistaa, että materiaali on riittävän vahva käytettäväksi rakenteissa. Kovia mutta hauraita esineitä, kuten puubetonia, seoksia ja muovia, käytetään rakentamisessa useammin kuin elastisia ja taipuisia esineitä, kuten kumia, kultaa tai hopeaa, joten on tärkeämpää arvioida niiden taivutus- ja vetolujuuksia.

Teoriassa esineen taivutus- ja vetolujuus ovat samoilla alueilla, jos käytetyt materiaalit ovat homogeenisia, mikä tarkoittaa, että käytetyt aineet sekoitetaan tasaisesti. Jos aineet eivät sekoitu tasaisesti, taivutus- ja vetolujuudet voivat vaihdella rajusti esineen eri alueilla. Toinen tekijä, joka voi muuttaa kohteen taivutus- ja vetolujuutta, on viat. Esimerkiksi köyden repeytyneet kuidut voivat lisätä vetolujuutta, koska kuidut voivat venyä pidempään, mutta se saattaa heikentää sen taivutuslujuutta, varsinkin kun kuormitusta kohdistetaan alueelle, jossa kuidut ovat heikoimpia.

Lämpötila ja kosteus vaikuttavat myös vahvuuksiin. Tyypillisesti kylmempi lämpötila ja kuiva ilma tekevät kohteesta kovemman ja hauraamman, mikä vähentää sen taivutus- ja vetolujuutta. Kuumempi lämpötila ja kosteus lisäävät tyypillisesti kohteen kosteutta, mikä tekee siitä mukautuvamman ja lisää sen taivutus- ja vetolujuutta.