Ingenjörer använder sektionsmodulen för tvärsnittet av en balk som en av bestämmerna för strålens styrka. I vissa fall utnyttjar de den elastiska modulen under antagandet att efter det att en deformerande kraft avlägsnats återgår strålen till sin ursprungliga form. I de fall då plastbeteendet är dominerande, vilket innebär att deformationen till viss del är permanent måste de beräkna plastmodulen. Detta är en enkel beräkning när strålen har ett symmetriskt tvärsnitt och strålmaterialet är enhetligt, men när tvärsnittet eller strålkompositionen är oregelbunden blir det nödvändigt att dela tvärsnittet i små rektanglar, beräkna modulen för varje rektangel och summera resultaten.
Rektangulära tvärsnittsstrålar
När du applicerar spänning på en punkt på en balk utsätter den en del av strålen en tryckkraft och den andra delen till en spänningskraft. Den plastneutrala axeln (PNA) är linjen genom strålens tvärsnitt som skiljer området under kompression från det under spänning. Denna linje är parallell med riktningen för den applicerade spänningen. Ett sätt att definiera plastmodulen (Z) är som det första ögonblicket i området kring denna axel när områdena över och under axeln är lika.
Om A C och A T är områdena i tvärsnittet under komprimering respektive under spänning, och d C och d T är avstånden från centroiderna för områdena under komprimering och under spänning från PNA, kan plastmodulen beräknas med följande formel: Z \u003d A C • d C + A T • d T För en enhetlig rektangulär balk med höjden d och bredd b, detta reduceras till: Z \u003d bd 2/4 När en balk inte har ett symmetriskt tvärsnitt eller strålen är sammansatt av mer än ett material, områdena ovan och under PNA kan vara olika beroende på ögonblicket för den applicerade spänningen. Lokalisering av PNA och beräkning av plastmodulen blir flerstegsprocesser som involverar delning av strålens tvärsnittsarea i polygoner, var och en har lika områden som genomgår tryck- och spänningskrafter. Strålens plastmoment blir således en summering av områdena under komprimering, multiplicerad med avståndet för varje område till kompressionscentret och multiplicerat med draghållfastheten för det avsnittet, som sedan läggs till samma summering för sektionerna under spänning. Momentet har en positiv och negativ komponent, beroende på spänningens riktning, axeln och materialkombinationen i balken. Plastmodulen för strålen är alltså summan av de positiva och negativa momenten dividerat med materialstyrkan för den första polygonen i summeringsserien för plastmomentet.
Icke-enhetliga och icke-symmetriska strålar