축 응력은 빔 또는 축의 길이 방향으로 작용하는 단면적 단위당 힘의 양을 나타냅니다. 축 방향 응력으로 인해 부재가 압축, 버클, 늘어나거나 파손될 수 있습니다. 축 방향 힘을 경험할 수있는 일부 부품은 조이스트, 스터드 및 다양한 유형의 샤프트를 만드는 것입니다. 축 방향 응력에 대한 가장 간단한 공식은 힘을 단면적으로 나눈 것입니다. 그러나 해당 단면에 작용하는 힘은 즉시 명확하지 않을 수 있습니다.
횡단면에 직접 수직 (수직)으로 작용하는 힘의 크기를 결정합니다. 예를 들어 선형 힘이 60도 각도에서 단면과 만나는 경우 해당 힘의 일부만 축 응력을 직접 발생시킵니다. 삼각 함수 사인을 사용하여 힘이 얼굴에 얼마나 수직인지 측정합니다. 축 방향 힘은 힘의 크기에 입사각의 사인을 곱한 것과 같습니다. 힘이면에 90 도로 들어가면 힘의 100 %가 축 방향 힘입니다.
관심 단면에 작용하는 총 모멘트를 계산합니다. 정적 빔의 경우이 모멘트는 단면의 양쪽에 작용하는 모멘트의 합과 같고 반대입니다. 모멘트에는 캔틸레버 지지대에 의해 적용되는 직접 모멘트와 수직 힘에 의해 단면에 대해 생성되는 모멘트의 두 가지 유형이 있습니다. 수직력으로 인한 모멘트는 관심 지점으로부터의 거리에 크기를 곱한 것과 같습니다. 코사인 함수를 사용하여 차축 끝에 적용된 선형 힘의 수직 성분을 계산합니다.
모멘트로 인한 축 응력을 계산합니다. 모멘트가 액슬에 작용하면 상 하반부에 장력이 발생하고 다른쪽에는 압축이 발생합니다. 응력은 차축의 중심 (중립 축이라고 함)을 통과하는 선을 따라 0이며 상단 및 하단 가장자리를 향해 선형으로 증가합니다. 굽힘으로 인한 응력의 공식은 (M * y) / I이며, 여기서 M = 모멘트, y = 중립 축 위 또는 아래 높이, I = 축 중심에서의 관성 모멘트입니다. 관성 모멘트는 굽힘에 저항하는 빔의 능력으로 생각할 수 있습니다. 이 숫자는 일반적인 단면 모양에 대한 이전 계산 표에서 가장 쉽게 얻을 수 있습니다.
참고 문헌
- "FE 검토 매뉴얼: 엔지니어링 시험의 Gereral 기초를위한 신속한 준비"; 마이클 R. Lindburg; 2006
저자 정보
오하이오 주 클리블랜드 대도시에 기반을 둔 Brad Painting은 건강, 기술 및 환경 주제에 대해 글을 씁니다. 그의 경험에는 교육 자료 작성, 관리 계획 및 다양한 프리랜서 기사가 포함됩니다. Painting은 오하이오 대학교에서 기계 공학 학사 학위를 받았으며 친환경 건물 설계를 전문으로합니다.
사진 크레딧
Alis의 톱니 바퀴 이미지 Fotolia.com