Axiálne napätie popisuje množstvo sily na jednotku plochy prierezu, ktoré pôsobí v pozdĺžnom smere nosníka alebo nápravy. Axiálne napätie môže spôsobiť stlačenie, prelomenie, predĺženie alebo zlyhanie člena. Niektoré časti, ktoré môžu pôsobiť osovú silu, sú stavebné trámy, čapy a rôzne typy hriadeľov. Najjednoduchším vzorcom pre osové napätie je sila vydelená plochou prierezu. Sila pôsobiaca na tento prierez však nemusí byť okamžite zrejmá.
Určte veľkosť sily, ktorá pôsobí priamo kolmo na prierez. Napríklad, ak sa lineárna sila stretne s prierezom v 60-stupňovom uhle, iba časť tejto sily priamo spôsobí axiálne napätie. Pomocou trigonometrickej funkcie sínus odhadnite, ako kolmá je sila na tvár; osová sila sa rovná veľkosti sily krát sínus uhla dopadu. Ak sila vstupuje v uhle 90 stupňov k tvári, 100 percent sily je axiálna sila.
Vypočítajte celkový moment pôsobiaci na požadovaný prierez. Pre statický lúč bude tento okamih rovnaký a opačný k súčtu momentov pôsobiacich na obidve strany prierezu. Existujú dva typy momentov: priame momenty aplikované konzolovou podporou a momenty vytvorené okolo prierezu zvislými silami. Moment pôsobenia vertikálnej sily sa rovná jeho veľkosti krát jeho vzdialenosť od bodu záujmu. Pomocou funkcie kosínus vypočítajte vertikálnu zložku lineárnych síl pôsobiacich na konce nápravy.
Vypočítajte osové napätie v dôsledku momentov. Keď moment pôsobí na nápravu, vytvára napätie v hornej alebo dolnej polovici a stlačenie v druhej. Napätie je nulové pozdĺž čiary, ktorá prechádza stredom nápravy (nazýva sa neutrálna os), a lineárne sa zvyšuje smerom k jeho hornému aj spodnému okraju. Vzorec pre napätie v dôsledku ohybu je (M * y) / I, kde M = moment, y = výška nad alebo pod neutrálnou osou a I = moment zotrvačnosti v ťažisku nápravy. Moment zotrvačnosti si môžete predstaviť ako schopnosť lúča odolávať ohybu. Toto číslo je najjednoduchšie získať z tabuliek predchádzajúcich výpočtov pre bežné tvary prierezu.
Referencie
- „Príručka na preskúmanie FE: Rýchla príprava na skúšku Gereral Fundamentals of Engineering“; Michael R. Lindburg; 2006
O autorovi
Spoločnosť Brad Painting so sídlom v metropolitnej oblasti Cleveland v štáte Ohio píše o zdravotných, technologických a environmentálnych témach. Medzi jeho skúsenosti patrí písanie školiacich materiálov, plánov riadenia a rôznych článkov na voľnej nohe. Painting získal titul bakalára strojárstva na univerzite v Ohiu a špecializuje sa na dizajn zelených budov.
Fotoúvery
Ozubené kolesá obrázok Alis z Fotolia.com