軸応力は、ビームまたは車軸の縦方向に作用する断面積の単位あたりの力の量を表します。 軸方向の応力により、部材が圧縮、座屈、伸長、または破損する可能性があります。 軸力が発生する可能性のある部品には、根太、間柱、さまざまな種類のシャフトがあります。 軸応力の最も簡単な式は、力を断面積で割ったものです。 ただし、その断面に作用する力はすぐには明らかにならない場合があります。
断面に直接垂直（垂直）に作用する力の大きさを決定します。 たとえば、線形力が60度の角度で断面に接する場合、その力の一部のみが軸応力を直接引き起こします。 三角関数の正弦を使用して、力が顔に対してどの程度垂直であるかを測定します。 軸方向の力は、力の大きさに入射角の正弦を掛けたものに等しくなります。 力が面に対して90度で入る場合、力の100％は軸方向の力です。
対象の断面に作用する合計モーメントを計算します。 静的ビームの場合、このモーメントは、断面のいずれかの側に作用するモーメントの合計と等しく、反対になります。 モーメントには2つのタイプがあります。カンチレバーサポートによって適用される直接モーメントと、垂直方向の力によって断面の周りに作成されるモーメントです。 垂直方向の力によるモーメントは、その大きさに対象点からの距離を掛けたものに等しくなります。 余弦関数を使用して、車軸の端に加えられる線形力の垂直成分を計算します。
モーメントによる軸応力を計算します。 車軸にモーメントが作用すると、車軸の上半分または下半分に張力が発生し、もう一方に圧縮が発生します。 応力は、車軸の中心（中立軸と呼ばれる）を通る線に沿ってゼロであり、その上端と下端の両方に向かって直線的に増加します。 曲げによる応力の式は（M * y）/ Iです。ここで、M =モーメント、y =中立軸の上下の高さ、I =車軸の重心での慣性モーメントです。 慣性モーメントは、曲げに抵抗するビームの能力と考えることができます。 この数値は、一般的な断面形状の以前の計算の表から取得するのが最も簡単です。
参考文献
- "FEレビューマニュアル：工学の基礎試験の一般的な準備のための迅速な準備"; マイケルR。 リンドバーグ; 2006
著者について
オハイオ州クリーブランドの大都市圏に拠点を置くブラッドペインティングは、健康、テクノロジー、環境に関するテーマについて書いています。 彼の経験には、トレーニング資料、管理計画、さまざまなフリーランスの記事の執筆が含まれます。 絵画は、オハイオ大学で機械工学の理学士号を取得し、グリーンビルディングの設計を専門としています。
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