Engenharia é o amplo ramo da ciência que investiga e analisa o uso de sistemas, estruturas e forças; engenharia estrutural é um subconjunto desta disciplina que se concentra no projeto e na capacidade de suporte dessas estruturas para suportar forças internas e externas (carga). A força axial avalia as forças internas que existem em uma estrutura, muitas vezes apresentadas pelas características de suas dimensões. Por exemplo, imagine uma vista bissecional de uma maçaneta presa a uma porta e designe a transição de dimensão como três segmentos: o comprimento da ponta da maçaneta para sua base, o comprimento entre a base da alça e a borda da estrutura de montagem, e o comprimento entre a borda da estrutura de montagem e a intersecção com o porta. Cada um desses segmentos suporta uma carga que suporta a montagem quando em uso.
Identifique os componentes. A força axial é determinada pela largura, comprimento efetivo e carga e é medida em quilo libras ou kips (1.000 libras de força). Usando o exemplo de porta mencionado acima, defina os componentes como alça para base (ab), base para moldura de montagem (bc) e moldura para porta (cd).
Identifique a fórmula. Uma fórmula geral para força axial é Ned é igual a 270 vezes KN, onde E é igual a 7.000 vezes MPA, KN é igual a 1.000 vezes Newton e d é igual a 640,3 vezes mm. Suponha que os segmentos mais distantes da interceptação da porta sejam positivos devido à força centrífuga e os que estão próximos sejam negativos. Use comprimentos de segmento efetivos de 40, 50 e 10 para os segmentos AB, BC e CD. Calcule a força axial para AB como –FAB menos (40 kips superior mais 40 kips inferior) mais 50 kips mais 10, que é igual a -20 kips, BC como - FBC mais 50 kips mais 10 kips, o que equivale a 60 kips, e CD como - FCD mais 10 kips, que é igual a 10 kips.
Use uma calculadora de carga axial. Desenhe o diagrama de força axial (à mão livre) tomando nota de cada ponto onde ocorre uma transição e rotulando e medindo esta seção em polegadas. Em seguida, converta as polegadas em metros e insira os componentes de diâmetro, bobinas e deflexão na calculadora e resolva a força axial. Sites como Engineers Edge, Futek e Engineering Toolbox oferecem várias opções para calcular a força axial em estruturas.