Aksijalno naprezanje opisuje količinu sile po jedinici površine poprečnog presjeka koja djeluje u uzdužnom smjeru grede ili osovine. Aksijalno naprezanje može dovesti do sažimanja, izvijanja, izduživanja ili neuspjeha člana. Neki dijelovi koji mogu doživjeti aksijalnu silu su građevinske gredice, zavrtnji i razne vrste osovina. Najjednostavnija formula za aksijalno naprezanje je sila podijeljena s površinom presjeka. Sila koja djeluje na taj presjek možda neće biti odmah očita.
Odredite veličinu sile koja djeluje izravno normalno (okomito) na presjek. Primjerice, ako linearna sila zadovoljava presjek pod kutom od 60 stupnjeva, samo dio te sile izravno uzrokuje aksijalno naprezanje. Pomoću sinusa trigonometrijske funkcije izmjerite koliko je sila okomita na lice; aksijalna sila jednaka je veličini sile pomnoženoj sa sinusom upadnog kuta. Ako sila ulazi na 90 stupnjeva prema licu, 100 posto sile čini osna sila.
Izračunajte ukupni moment koji djeluje na presjek koji vas zanima. Za statički snop ovaj će trenutak biti jednak i suprotan zbroju momenata koji djeluju na obje strane presjeka. Postoje dvije vrste momenata: izravni momenti, primijenjeni konzolnim nosačem, i momenti stvoreni o presjeku vertikalnim silama. Trenutak uslijed vertikalne sile jednak je veličini pomnoženoj s udaljenostom od točke interesa. Pomoću funkcije kosinus izračunajte vertikalnu komponentu bilo kojih linearnih sila primijenjenih na krajeve osovine.
Izračunajte aksijalno naprezanje zbog trenutaka. Kada trenutak djeluje na osovinu, ona stvara napetost u gornjoj ili donjoj polovici osovine, a stiskanje u drugoj. Napon je nula duž crte koja prolazi kroz središte osovine (koja se naziva neutralna os) i linearno raste prema njezinom gornjem i donjem rubu. Formula naprezanja uslijed savijanja je (M * y) / I, gdje je M = trenutak, y = visina iznad ili ispod neutralne osi, a I = moment inercije na težištu osovine. Moment inercije možete zamisliti kao sposobnost zrake da se odupre savijanju. Ovaj je broj najlakše dobiti iz tablica prethodnih izračuna za uobičajene oblike presjeka.
Reference
- "Priručnik za pregled FE: brza priprema za opće osnove tehničkog ispita"; Michael R. Lindburg; 2006
o autoru
Brad Painting sa sjedištem u metropolitanskom Clevelandu u državi Ohio piše o zdravlju, tehnologiji i temama zaštite okoliša. Njegovo iskustvo uključuje pisanje materijala za obuku, planova upravljanja i raznih slobodnih članaka. Slikarstvo je diplomirao inženjer strojarstva na Sveučilištu Ohio i specijalizirao se za dizajn zelenih zgrada.
Foto bodovi
Slika zupčanih kotača Alis iz Fotolia.com