La ingeniería es la amplia rama de la ciencia que investiga y analiza el uso de sistemas, estructuras y fuerzas; La ingeniería estructural es un subconjunto de esta disciplina que se centra en el diseño y la capacidad de soporte de estas estructuras para soportar fuerzas internas y externas (carga). La fuerza axial evalúa las fuerzas internas que existen en una estructura, a menudo presentadas por las características de sus dimensiones. Por ejemplo, imagine una vista biseccional de una perilla de puerta sujeta a una puerta y designe la transición de dimensión como tres segmentos: la longitud de la punta de la manija a su base, la longitud entre la base de la manija y el borde del marco de montaje, y la longitud entre el borde del marco de montaje hasta la intersección con el puerta. Cada uno de estos segmentos soporta una carga que soporta el conjunto cuando está en uso.
Identifica los componentes. La fuerza axial se determina por el ancho, la longitud efectiva y la carga y se mide en kilo libras o kips (1,000 libras de fuerza). Usando el ejemplo de puerta mencionado anteriormente, defina los componentes como manija a base (ab), base a marco de montaje (bc) y marco a puerta (cd).
Identifica la fórmula. Una fórmula general para la fuerza axial es que Ned es igual a 270 veces KN, donde E es igual a 7.000 veces MPA, KN es igual a 1.000 veces Newton yd es igual a 640,3 veces mm. Suponga que los segmentos más alejados de la interceptación de la puerta son positivos debido a la fuerza centrífuga y el que está más cerca es negativo. Utilice longitudes de segmento efectivas de 40, 50 y 10 para los segmentos AB, BC y CD. Calcule la fuerza axial para AB como –FAB menos (40 kips superior más 40 kips inferior) más 50 kips más 10, lo que equivale a -20 kips, BC como - FBC más 50 kips más 10 kips, lo que equivale a 60 kips, y CD como –FCD más 10 kips, lo que equivale a 10 kips.
Utilice una calculadora de carga axial. Dibuje el diagrama de fuerza axial (a mano alzada) tomando nota de cada punto donde ocurre una transición y etiquetando y midiendo esta sección en pulgadas. Luego convierta las pulgadas a metros e ingrese los componentes de diámetro, bobinas y deflexión en la calculadora y resuelva la fuerza axial. Los sitios web como Engineers Edge, Futek e Engineering Toolbox ofrecen varias opciones para calcular la fuerza axial en estructuras.