Aksialspænding beskriver mængden af kraft pr. Enhed af tværsnitsareal, der virker i længderetningen af en bjælke eller aksel. Aksial stress kan få et medlem til at komprimere, spænde, forlænge eller mislykkes. Nogle dele, der kan opleve aksial kraft, er bygningsbjælker, knopper og forskellige typer aksler. Den enkleste formel for aksial spænding er kraft divideret med tværsnitsareal. Kraften, der virker på dette tværsnit, er dog muligvis ikke umiddelbart åbenbar.
Bestem kraftens størrelse, der virker direkte normal (vinkelret) på tværsnittet. For eksempel, hvis en lineær kraft møder tværsnittet i en vinkel på 60 grader, forårsager kun en del af denne kraft direkte aksial spænding. Brug den trigonometriske funktion sinus til at måle, hvor vinkelret kraften er på ansigtet; den aksiale kraft er lig med størrelsen af kraften gange sinus for den indfaldende vinkel. Hvis kraften kommer ind 90 grader i ansigtet, er 100 procent af kraften aksial kraft.
Beregn det samlede øjeblik, der virker på tværsnittet af interesse. For en statisk stråle vil dette øjeblik være lige og modsat summen af øjeblikke, der virker på hver side af tværsnittet. Der er to typer øjeblikke: direkte øjeblikke, som anvendt af en cantilever support, og øjeblikke skabt omkring tværsnittet af lodrette kræfter. Øjeblikket på grund af en lodret kraft er lig med dens størrelse gange dens afstand fra interessepunktet. Brug cosinus-funktionen til at beregne den lodrette komponent af eventuelle lineære kræfter, der påføres akselens ender.
Beregn den aksiale spænding på grund af øjeblikke. Når et øjeblik virker på en aksel, skaber det spænding i enten den øverste eller nederste halvdel af det og kompression i den anden. Spændingen er nul langs den linje, der løber gennem midten af akslen (kaldet neutral akse) og stiger lineært mod både dens øverste og nederste kant. Formlen for stress på grund af bøjning er (M * y) / I, hvor M = moment, y = højden over eller under den neutrale akse, og I = inertimomentet ved akselens centroid. Du kan tænke på inertimoment som en stråles evne til at modstå bøjning. Dette tal er nemmest at få i tabeller med tidligere beregninger for almindelige tværsnitsformer.
Referencer
- "FE Review Manual: Hurtig forberedelse til Gereral Fundamentals of Engineering Exam"; Michael R. Lindburg; 2006
Om forfatteren
Brad Painting er baseret i storbyområdet Cleveland, Ohio og skriver om sundheds-, teknologi- og miljømæssige emner. Hans erfaring inkluderer skrivning af undervisningsmateriale, ledelsesplaner og forskellige freelance-artikler. Maleri modtog en Bachelor of Science i maskinteknik fra Ohio University og har specialiseret sig i design af grønne bygninger.
Fotokreditter
Cog Wheels billede af Alis fra Fotolia.com