Aksialspenning beskriver mengden kraft per enhet av tverrsnittsareal som virker i lengderetningen av en bjelke eller aksel. Aksial stress kan føre til at et medlem komprimerer, spenner, forlenger eller svikter. Noen deler som kan oppleve aksial kraft er bygningsbjelker, pigger og forskjellige typer sjakter. Den enkleste formelen for aksial belastning er kraft delt på tverrsnittsareal. Kraften som virker på dette tverrsnittet, er imidlertid kanskje ikke umiddelbart åpenbar.
Bestem kraftens størrelse som virker direkte normal (vinkelrett) på tverrsnittet. For eksempel, hvis en lineær kraft møter tverrsnittet i en 60-graders vinkel, forårsaker bare en del av den kraften direkte aksial spenning. Bruk den trigonometriske funksjonen sinus for å måle hvor vinkelrett kraften er på ansiktet; den aksiale kraften er lik størrelsen på kraften ganger sinus for innfallsvinkelen. Hvis kraften kommer inn 90 grader mot ansiktet, er 100 prosent av kraften aksial kraft.
Beregn det totale momentet som virker på tverrsnittet av interesse. For en statisk stråle vil dette øyeblikket være likt og motsatt av summen av øyeblikkene som virker på hver side av tverrsnittet. Det er to typer øyeblikk: direkte øyeblikk, som brukt av en utkragestøtte, og øyeblikk opprettet om tverrsnittet av vertikale krefter. Øyeblikket på grunn av en vertikal kraft er lik størrelsen ganger avstanden fra interessepunktet. Bruk cosinusfunksjonen til å beregne den vertikale komponenten av eventuelle lineære krefter som påføres endene på akselen.
Beregn aksialspenningen på grunn av øyeblikk. Når et øyeblikk virker på en aksel, skaper det spenning i den øvre eller nedre halvdelen av den, og kompresjon i den andre. Spenningen er null langs linjen som går gjennom sentrum av akselen (kalt nøytralaksen), og øker lineært mot både topp- og underkant. Formelen for spenning på grunn av bøyning er (M * y) / I, hvor M = moment, y = høyden over eller under den nøytrale aksen, og I = treghetsmomentet ved akselens sentroid. Du kan tenke på treghetsmoment som en bjelkes evne til å motstå bøyning. Dette tallet er lettest å få fra tabeller med tidligere beregninger for vanlige tverrsnittsformer.
Referanser
- "FE Review Manual: Rapid Preparation for the Gereral Fundamentals of Engineering Exam"; Michael R. Lindburg; 2006
om forfatteren
Brad Painting er basert i storbyområdet Cleveland, Ohio, og skriver om helse-, teknologi- og miljøfag. Hans erfaring inkluderer skriving av opplæringsmateriell, ledelsesplaner og forskjellige frilansartikler. Maleri fikk en Bachelor of Science i maskinteknikk fra Ohio University og spesialiserer seg på design av grønne bygninger.
Fotokreditter
Cog Wheels image av Alis fra Fotolia.com