Аксиалното напрежение описва количеството сила на единица площ на напречното сечение, което действа в надлъжната посока на греда или ос. Аксиалното напрежение може да доведе до притискане, закопчаване, удължаване или неуспех на члена. Някои части, които могат да изпитат аксиална сила, са строителни греди, шипове и различни видове шахти. Най-простата формула за аксиално напрежение е сила, разделена на площ на напречното сечение. Силата, действаща върху това напречно сечение, обаче може да не е веднага очевидна.
Определете величината на силата, която действа директно нормално (перпендикулярно) на напречното сечение. Например, ако линейна сила отговаря на напречното сечение под ъгъл от 60 градуса, само част от тази сила директно причинява аксиално напрежение. Използвайте тригонометричната функция синус, за да прецените колко перпендикулярна е силата към лицето; аксиалната сила е равна на величината на силата, умножена по синуса на падащия ъгъл. Ако силата навлезе на 90 градуса спрямо лицето, 100 процента от силата е аксиална сила.
Изчислете общия момент, действащ върху напречното сечение, което ви интересува. За статичен лъч този момент ще бъде равен и противоположен на сумата от моментите, действащи от двете страни на напречното сечение. Има два типа моменти: директни моменти, приложени от конзолна опора, и моменти, създадени около напречното сечение от вертикални сили. Моментът, дължащ се на вертикална сила, се равнява на нейната величина, умножена по разстоянието от точката на интерес. Използвайте функцията косинус, за да изчислите вертикалната компонента на всички линейни сили, приложени към краищата на оста.
Изчислете аксиалното напрежение поради моменти. Когато моментът действа върху ос, той създава напрежение или в горната, или в долната й половина, и компресия в другата. Напрежението е нула по линията, която минава през центъра на оста (наречена неутрална ос) и нараства линейно към горния и долния ръб. Формулата за напрежение поради огъване е (M * y) / I, където M = момент, y = височината над или под неутралната ос и I = моментът на инерция в центроида на оста. Можете да мислите за инерционния момент като способността на лъча да се противопоставя на огъване. Това число е най-лесно да се получи от таблици от предишни изчисления за общи форми на напречното сечение.
Препратки
- „Ръководство за преглед на FE: Бърза подготовка за основни основи на инженерния изпит“; Майкъл Р. Линдбург; 2006
за автора
Базиран в столичния град Кливланд, Охайо, Брад Пейнтинг пише за здравни, технологични и екологични теми. Опитът му включва писане на учебни материали, планове за управление и различни статии на свободна практика. Живопис получава бакалавърска степен по машиностроене от университета в Охайо и е специализирана в проектирането на зелени сгради.
Снимки Кредити
Изображение на зъбни колела от Алис от Fotolia.com