L'ingegneria è l'ampia branca della scienza che indaga e analizza l'uso di sistemi, strutture e forze; l'ingegneria strutturale è un sottoinsieme di questa disciplina che si concentra sulla capacità di progettazione e supporto di queste strutture di resistere a forze interne ed esterne (carico). La forza assiale valuta le forze interne che esistono in una struttura, spesso presentate dalle caratteristiche delle sue dimensioni. Ad esempio, immagina una vista bisezionale di una maniglia di una porta fissata a una porta e designa la transizione di dimensione come tre segmenti: la lunghezza della punta della maniglia per la sua base, la lunghezza tra la base della maniglia e il bordo del telaio di montaggio e la lunghezza tra il bordo del telaio di montaggio e l'intersezione con il porta. Ciascuno di questi segmenti sopporta un carico che sostiene l'assieme quando è in uso.
Identificare i componenti. La forza assiale è determinata dalla larghezza, dalla lunghezza effettiva e dal carico ed è misurata in chilo libbre o kips (1.000 libbre di forza). Utilizzando l'esempio della porta di cui sopra, definire i componenti come maniglia a base (ab), base a telaio di montaggio (bc) e telaio a porta (cd).
Identifica la formula. Una formula generale per la forza assiale è Ned è uguale a 270 volte KN, dove E è uguale a 7.000 volte MPA, KN è uguale a 1.000 volte Newton e d è uguale a 640,3 volte mm. Supponiamo che i segmenti più lontani dall'intercettazione della porta siano positivi per forza centrifuga e quello che è vicino sia negativo. Utilizzare lunghezze di segmento effettive di 40, 50 e 10 per i segmenti AB, BC e CD. Calcola la forza assiale per AB come –FAB meno (40 kip in alto più 40 kip in basso) più 50 kip più 10, che equivale a -20 kips, BC come – FBC più 50 kip più 10 kips, che equivale a 60 kips, e CD come –FCD più 10 kips, che equivale a 10 kips.
Utilizzare un calcolatore del carico assiale. Disegna il diagramma della forza assiale (a mano libera) prendendo nota di ogni punto in cui si verifica una transizione ed etichettando e misurando questa sezione in pollici. Quindi converti i pollici in metri e inserisci i componenti per diametro, bobine e deflessione nel calcolatore e risolvi per la forza assiale. Siti web come Engineers Edge, Futek e Engineering Toolbox offrono diverse opzioni per il calcolo della forza assiale nelle strutture.