La contrainte axiale décrit la quantité de force par unité de section transversale qui agit dans le sens de la longueur d'une poutre ou d'un essieu. La contrainte axiale peut entraîner la compression, la déformation, l'allongement ou la défaillance d'un élément. Certaines pièces susceptibles de subir une force axiale sont les solives de construction, les poteaux et divers types d'arbres. La formule la plus simple pour la contrainte axiale est la force divisée par la section transversale. La force agissant sur cette section transversale, cependant, peut ne pas être immédiatement évidente.
Déterminer l'amplitude de la force qui agit directement perpendiculairement (perpendiculairement) à la section transversale. Par exemple, si une force linéaire rencontre la section transversale à un angle de 60 degrés, seule une partie de cette force provoque directement une contrainte axiale. Utilisez la fonction trigonométrique sinus pour évaluer à quel point la force est perpendiculaire au visage; la force axiale est égale à l'amplitude de la force multipliée par le sinus de l'angle incident. Si la force entre à 90 degrés par rapport au visage, 100 % de la force est une force axiale.
Calculer le moment total agissant sur la section transversale d'intérêt. Pour une poutre statique, ce moment sera égal et opposé à la somme des moments agissant de part et d'autre de la section transversale. Il existe deux types de moments: les moments directs, appliqués par un support en porte-à-faux, et les moments créés autour de la section transversale par des forces verticales. Le moment dû à une force verticale est égal à sa magnitude multipliée par sa distance du point d'intérêt. Utilisez la fonction cosinus pour calculer la composante verticale de toutes les forces linéaires appliquées aux extrémités de l'essieu.
Calculer la contrainte axiale due aux moments. Lorsqu'un moment agit sur un essieu, il crée une tension dans la moitié supérieure ou inférieure de celui-ci et une compression dans l'autre. La contrainte est nulle le long de la ligne qui passe par le centre de l'essieu (appelé axe neutre) et augmente linéairement vers ses bords supérieur et inférieur. La formule de contrainte due à la flexion est (M * y) / I, où M = moment, y = la hauteur au-dessus ou au-dessous de l'axe neutre et I = le moment d'inertie au centre de gravité de l'essieu. Vous pouvez considérer le moment d'inertie comme la capacité d'une poutre à résister à la flexion. Ce nombre est plus facile à obtenir à partir des tableaux des calculs précédents pour les formes transversales courantes.
Les références
- « Manuel de révision FE: préparation rapide à l'examen des principes généraux de l'ingénierie »; Michel R. Lindbourg; 2006
A propos de l'auteur
Basé dans la région métropolitaine de Cleveland, dans l'Ohio, Brad Painting écrit sur des sujets liés à la santé, à la technologie et à l'environnement. Son expérience comprend la rédaction de matériel de formation, de plans de gestion et de divers articles indépendants. Peinture a obtenu un baccalauréat ès sciences en génie mécanique de l'Université de l'Ohio et se spécialise dans la conception de bâtiments écologiques.
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