La sollecitazione assiale descrive la quantità di forza per unità dell'area della sezione trasversale che agisce nella direzione longitudinale di una trave o di un asse. Lo stress assiale può causare la compressione, la fibbia, l'allungamento o il fallimento di un elemento. Alcune parti che potrebbero subire una forza assiale stanno costruendo travetti, prigionieri e vari tipi di alberi. La formula più semplice per lo stress assiale è la forza divisa per area della sezione trasversale. La forza che agisce su quella sezione trasversale, tuttavia, potrebbe non essere immediatamente evidente.
Determina l'entità della forza che agisce direttamente normale (perpendicolare) alla sezione trasversale. Ad esempio, se una forza lineare incontra la sezione trasversale con un angolo di 60 gradi, solo una parte di quella forza provoca direttamente una sollecitazione assiale. Usa la funzione trigonometrica sinusoidale per valutare quanto perpendicolare è la forza sul viso; la forza assiale è uguale all'entità della forza moltiplicata per il seno dell'angolo incidente. Se la forza entra a 90 gradi rispetto alla faccia, il 100 percento della forza è forza assiale.
Scegli un punto specifico in cui analizzare la sollecitazione assiale. Calcola l'area della sezione trasversale in quel punto.
Calcola la sollecitazione assiale dovuta alla forza lineare. Questo è uguale al componente della forza lineare perpendicolare alla faccia divisa per l'area della sezione trasversale.
Calcola il momento totale che agisce sulla sezione trasversale di interesse. Per un raggio statico, questo momento sarà uguale e opposto alla somma dei momenti che agiscono su entrambi i lati della sezione trasversale. Esistono due tipi di momenti: momenti diretti, applicati da un supporto a sbalzo, e momenti creati attorno alla sezione trasversale da forze verticali. Il momento dovuto a una forza verticale è uguale alla sua grandezza per la sua distanza dal punto di interesse. Utilizzare la funzione coseno per calcolare la componente verticale di qualsiasi forza lineare applicata alle estremità dell'asse.
Calcola la sollecitazione assiale dovuta ai momenti. Quando un momento agisce su un asse, crea tensione nella metà superiore o inferiore di esso e una compressione nell'altro. Lo stress è zero lungo la linea che attraversa il centro dell'asse (chiamato asse neutro) e aumenta linearmente verso il bordo superiore e inferiore. La formula per lo stress dovuto alla flessione è (M * y) / I, dove M = momento, y = altezza sopra o sotto l'asse neutro e I = momento di inerzia al centroide degli assi. Puoi pensare al momento d'inerzia come ad una capacità di raggi per resistere alla flessione. Questo numero è più facile da ottenere dalle tabelle dei calcoli precedenti per forme trasversali comuni.
Aggiungere le sollecitazioni causate da forze lineari e momenti per ottenere la sollecitazione assiale totale per il punto analizzato.