Ingenjörer använder sektionsmodulen i tvärsnittet av en stråle som en av determinanterna för strålens styrka. I vissa fall använder de den elastiska modulen under antagandet att efter att en deformeringskraft har tagits bort återgår strålen till sin ursprungliga form. I de fall då plastbeteendet är dominerande, vilket innebär att deformationen är permanent i viss mån, måste de beräkna plastmodulen. Detta är en enkel beräkning när strålen har ett symmetriskt tvärsnitt och strålmaterialet är likformigt, men när tvärsnittet eller strålkompositionen är oregelbundet blir det nödvändigt att dela tvärsnittet i små rektanglar, beräkna modulen för varje rektangel och summera resultaten.
Rektangulära tvärsnittstrålar
När du applicerar stress till en punkt på en stråle, utsätts den en del av strålen för en tryckkraft och den andra delen till en kraft av spänning. Plastneutralaxeln (PNA) är linjen genom tvärsnittet av strålen som separerar området under kompression från det under spänning. Denna linje är parallell med den applicerade spänningsriktningen. Ett sätt att definiera plastmodulen (Z) är som det första ögonblicket av området om denna axel när områdena ovanför och under axeln är lika.
Om A C och A T är områdena i tvärsnittet under kompression och spänning respektive d C och d T är avstånden från centroiderna av områdena under kompression och under spänning från PNA, kan plastmodulen beräknas med följande formel: Z = A C • d C + A T • d T För en likformig rektangulär stråle med höjd d och bredd b, detta minskar till: Z = bd 2/4 Icke-enhetliga och icke-symmetriska strålar När en stråle inte har en symmetrisk tvärsnitt eller strålen är sammansatt av mer än ett material, kan områdena ovanför och under PNA vara olika beroende på momentet av den pålagda spänningen. Lokalisering av PNA och beräkning av plastmodulen blir flerstegsprocesser som innefattar att dela tvärsnittets yta i polygoner, vilka var och en har lika områden som genomgår kompressions- och spänningskrafter. Strålens plastmoment blir sålunda en summering av områdena under kompression multiplicerad med avståndet för varje område till kompressionens centroid och multiplicerat med draghållfastheten för den sektionen, vilken sedan läggs till samma summering för sektionerna under spänning. Nu har en positiv och negativ komponent, beroende på spänningens riktning, axeln och kombinationen av material i strålen. Plastmodulen för strålen är således summan av de positiva och negativa momenten dividerad med materialstyrkan hos den första polygonen i summeringsserien för plastmomentet.
