Naprężenie osiowe opisuje wielkość siły na jednostkę powierzchni przekroju, która działa w kierunku wzdłużnym belki lub osi. Naprężenie osiowe może spowodować ściskanie, wyboczenie, wydłużenie lub uszkodzenie członka. Niektóre części, na które może oddziaływać siła osiowa, to legary budowlane, kołki i różnego rodzaju wały. Najprostszym wzorem na naprężenie osiowe jest siła podzielona przez pole przekroju. Jednak siła działająca na ten przekrój może nie być od razu oczywista.
Określ wielkość siły, która działa bezpośrednio normalnie (prostopadle) do przekroju. Na przykład, jeśli siła liniowa styka się z przekrojem pod kątem 60 stopni, tylko część tej siły bezpośrednio powoduje naprężenie osiowe. Użyj funkcji trygonometrycznej sinus, aby ocenić, jak prostopadła jest siła do twarzy; siła osiowa równa się wielkości siły pomnożonej przez sinus kąta padania. Jeśli siła wchodzi pod kątem 90 stopni do powierzchni, 100 procent siły to siła osiowa.
Oblicz całkowity moment działający na interesującym przekroju. Dla belki statycznej moment ten będzie równy i przeciwny do sumy momentów działających po obu stronach przekroju. Istnieją dwa typy momentów: momenty bezpośrednie, przyłożone przez wspornik wspornika, oraz momenty utworzone wokół przekroju przez siły pionowe. Moment wywołany siłą pionową jest równy jego wielkości razy jego odległość od punktu zainteresowania. Użyj funkcji cosinus, aby obliczyć składową pionową dowolnych sił liniowych przyłożonych do końców osi.
Oblicz naprężenie osiowe wywołane momentami. Kiedy moment działa na oś, wytwarza napięcie w jej górnej lub dolnej połowie, a kompresję w drugiej. Naprężenie wynosi zero wzdłuż linii przebiegającej przez środek osi (zwanej osią neutralną) i rośnie liniowo w kierunku jej górnej i dolnej krawędzi. Wzór na naprężenie wywołane zginaniem to (M * y) / I, gdzie M = moment, y = wysokość powyżej lub poniżej osi neutralnej, a I = moment bezwładności w środku osi. Możesz myśleć o momencie bezwładności jako o zdolności belki do przeciwstawiania się zginaniu. Tę liczbę najłatwiej uzyskać z tabel poprzednich obliczeń dla typowych kształtów przekrojów.
Bibliografia
- „Podręcznik recenzji FE: szybkie przygotowanie do egzaminu z podstaw inżynierskich”; Michał R. Lindburg; 2006
o autorze
Z siedzibą w metropolii Cleveland w stanie Ohio, Brad Painting pisze na tematy związane ze zdrowiem, technologią i środowiskiem. Jego doświadczenie obejmuje pisanie materiałów szkoleniowych, planów zarządzania oraz różnych artykułów dla freelancerów. Malarstwo uzyskało tytuł Bachelor of Science w dziedzinie inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Ohio i specjalizuje się w projektowaniu budynków ekologicznych.
Kredyty fotograficzne
Zdjęcie kół zębatych autorstwa Alis z Fotolia.com