Ašinis įtempis apibūdina jėga, tenkančią skerspjūvio ploto vienetui, veikiančiam sijos ar ašies išilgine kryptimi. Ašinis įtempimas gali priversti narį suspausti, užsisegti, pailgėti arba sugesti. Kai kurios dalys, kurios gali patirti ašinę jėgą, yra sijų, smeigių ir įvairių tipų velenų statyba. Paprasčiausia ašinio įtempio formulė yra jėga, padalyta iš skerspjūvio ploto. Tačiau tą skerspjūvį veikianti jėga gali būti ne iš karto akivaizdi.
Nustatykite jėgos, kuri veikia tiesiogiai normaliai (statmenai) skerspjūviui, dydį. Pavyzdžiui, jei linijinė jėga atitinka skerspjūvį 60 laipsnių kampu, ašinę įtampą tiesiogiai sukelia tik tos jėgos dalis. Naudokite trigonometrinę sinuso funkciją, norėdami įvertinti, kokia statmena jėga yra veidui; ašinė jėga lygi jėgos dydžiui, padaugintam iš krentančio kampo sinuso. Jei jėga patenka į veidą 90 laipsnių kampu, tai 100 proc. Jėgos yra ašinė jėga.
Apskaičiuokite bendrą momentą, veikiantį dominantį skerspjūvį. Statiniam spinduliui šis momentas bus lygus ir priešingas momentų, veikiančių abipus skerspjūvio, sumai. Yra dviejų tipų momentai: tiesioginiai momentai, pritaikyti konsolinės atramos, ir momentai, kuriuos apie skerspjūvį sukuria vertikalios jėgos. Vertikalios jėgos sukeltas momentas yra lygus jo dydžiui ir atstumui nuo dominančio taško. Naudokite kosinuso funkciją, kad apskaičiuotumėte bet kurios tiesinės jėgos, veikiančios ašies galus, vertikalųjį komponentą.
Apskaičiuokite ašinį įtempį dėl momentų. Kai momentas veikia ašį, tai sukuria įtampą viršutinėje arba apatinėje jos pusėje, o kitoje - suspaudimą. Įtampa lygi nuliui išilgai linijos, einančios per ašies centrą (vadinamą neutraliąja ašimi), ir tiesiškai didėja tiek viršutinio, tiek apatinio krašto link. Įlinkio dėl įtempio formulė yra (M * y) / I, kur M = momentas, y = aukštis virš neutralios ašies arba žemiau jos, o I = inercijos momentas ašies centroide. Apie inercijos momentą galite galvoti kaip apie sijos sugebėjimą atsispirti lenkimui. Šį skaičių lengviausia gauti iš ankstesnių įprastų skerspjūvio formų skaičiavimų lentelių.
Literatūra
- "FE apžvalgos vadovas: greitas pasirengimas inžinerijos egzamino gereraliniams pagrindams"; Michaelas R. Lindburgas; 2006
apie autorių
Didysis Klivlendas, Ohajas, įsikūręs Bradas Paintingas rašo apie sveikatos, technologijos ir aplinkosaugos temas. Jo patirtis apima mokymo medžiagos, valdymo planų ir įvairių laisvai samdomų straipsnių rašymą. Tapyba įgijo mechanikos inžinerijos bakalauro laipsnį Ohajo universitete ir specializuojasi ekologiškų pastatų projektavimo srityje.
Nuotraukų kreditai
Krumpliaračio vaizdas, kurį sukūrė Alis iš Fotolia.com