Axiální napětí popisuje velikost síly na jednotku plochy průřezu, která působí v podélném směru nosníku nebo nápravy. Axiální napětí může způsobit, že se prut stlačí, vybočí, protáhne nebo selže. Některé části, které mohou zažít axiální sílu, jsou stavební trámy, čepy a různé typy hřídelí. Nejjednodušší vzorec pro axiální napětí je síla dělená plochou průřezu. Síla působící na tento průřez však nemusí být okamžitě zřejmá.
Určete velikost síly, která působí přímo kolmo na průřez. Například pokud se lineární síla setká s průřezem v úhlu 60 stupňů, pouze část této síly přímo způsobí axiální napětí. Pomocí trigonometrické funkce sinus změřte, jak kolmá je síla na obličej; axiální síla se rovná velikosti síly krát sinus úhlu dopadu. Pokud síla vstoupí v úhlu 90 stupňů k ploše, 100 procent síly je axiální síla.
Vypočítejte celkový moment působící na požadovaný průřez. U statického paprsku bude tento moment stejný a opačný k součtu momentů působících na obě strany průřezu. Existují dva typy momentů: přímé momenty aplikované konzolovou podporou a momenty vytvořené kolem průřezu svislými silami. Moment v důsledku svislé síly se rovná jeho velikosti krát jeho vzdálenosti od bodu zájmu. Pomocí funkce kosinus vypočítejte svislou složku všech lineárních sil působících na konce nápravy.
Vypočítejte axiální napětí způsobené momenty. Když moment působí na nápravu, vytváří napětí v horní nebo dolní polovině a v druhé kompresi. Napětí je nulové podél linie, která prochází středem nápravy (nazývá se neutrální osa), a zvyšuje se lineárně směrem k jeho hornímu i spodnímu okraji. Vzorec napětí v důsledku ohybu je (M * y) / I, kde M = moment, y = výška nad nebo pod neutrální osou a I = moment setrvačnosti na těžišti nápravy. Moment setrvačnosti si můžete představit jako schopnost paprsku odolat ohybu. Toto číslo je nejjednodušší získat z tabulek předchozích výpočtů pro běžné tvary průřezu.
Reference
- „Příručka pro revizi FE: Rychlá příprava na zkoušku Gereral Fundamentals of Engineering“; Michael R. Lindburg; 2006
o autorovi
Společnost Brad Painting se sídlem v metropolitní oblasti Clevelandu ve státě Ohio píše o zdravotnických, technologických a environmentálních tématech. Mezi jeho zkušenosti patří psaní školicích materiálů, plány řízení a různé články na volné noze. Painting získal titul bakaláře ve strojírenství na Ohio University a specializuje se na design zelených budov.
Fotografické kredity
Ozubená kola obrázek Alis z Fotolia.com