L'ingénierie est la vaste branche de la science qui étudie et analyse l'utilisation des systèmes, des structures et des forces; L'ingénierie structurelle est un sous-ensemble de cette discipline qui se concentre sur la conception et la capacité de support de ces structures à résister aux forces internes et externes (charge). La force axiale évalue les forces internes qui existent dans une structure, souvent présentées par les caractéristiques de ses dimensions. Par exemple, imaginez une vue en coupe d'une poignée de porte fixée à une porte et désignez la transition de dimension en trois segments: la longueur de la pointe de la poignée à sa base, la longueur entre la base de la poignée et le bord du cadre de montage, et la longueur entre le bord du cadre de montage et l'intersection avec le porte. Chacun de ces segments supporte une charge qui supporte l'ensemble lors de son utilisation.
Identifiez les composants. La force axiale est déterminée par la largeur, la longueur effective et la charge et est mesurée en kilo-livres ou en kips (1 000 livres de force). En utilisant l'exemple de porte susmentionné, définissez les composants comme poignée à base (ab), base à cadre de montage (bc) et cadre à porte (cd).
Identifiez la formule. Une formule générale pour la force axiale est Ned est égal à 270 fois KN, où E est égal à 7 000 fois MPA, KN est égal à 1 000 fois Newton et d est égal à 640,3 fois mm. Supposons que les segments les plus éloignés de l'interception de la porte soient positifs en raison de la force centrifuge et que celui qui est dans le placard soit négatif. Utilisez des longueurs de segment effectives de 40, 50 et 10 pour les segments AB, BC et CD. Calculer la force axiale pour AB comme –FAB moins (40 kips en haut plus 40 kips en bas) plus 50 kips plus 10, ce qui équivaut à -20 kips, BC comme – FBC plus 50 kips plus 10 kips, ce qui équivaut à 60 kips, et CD comme –FCD plus 10 kips, ce qui équivaut à 10 kips.
Utilisez un calculateur de charge axiale. Dessinez le diagramme de force axiale (à main levée) en prenant note de chaque point où une transition se produit et en étiquetant et en mesurant cette section en pouces. Convertissez ensuite les pouces en mètres et entrez les composants pour le diamètre, les bobines et la déviation dans la calculatrice et résolvez la force axiale. Des sites Web tels que Engineers Edge, Futek et Engineering Toolbox offrent plusieurs options pour calculer la force axiale dans les structures.