Axiálne napätie opisuje veľkosť sily na jednotku plochy prierezu, ktorá pôsobí v pozdĺžnom smere nosníka alebo nápravy. Axiálne napätie môže spôsobiť stlačenie, pracku, predĺženie alebo zlyhanie prvku. Niektoré časti, ktoré by mohli utrpieť axiálnu silu, sú stavebné trámy, svorníky a rôzne typy hriadeľov. Najjednoduchší vzorec pre axiálne napätie je sila delená plochou prierezu. Sila pôsobiaca na tento prierez však nemusí byť okamžite zrejmá.
Určite veľkosť sily, ktorá pôsobí priamo kolmo na prierez. Napríklad, ak lineárna sila narazí na prierez pod uhlom 60 stupňov, iba časť tejto sily spôsobuje priamo axiálne napätie. Pomocou trigonometrickej funkcie sine môžete zistiť, ako kolmá je sila na tvár; axiálna sila sa rovná veľkosti sily vynásobenej sínusom uhla dopadu. Ak sila vstúpi pod uhlom 90 stupňov k čelnej ploche, 100 percent sily je axiálna sila.
Vyberte konkrétny bod, v ktorom chcete analyzovať osové napätie. Vypočítajte plochu prierezu v tomto bode.
Vypočítajte axiálne napätie spôsobené lineárnou silou. To sa rovná súčasti lineárnej sily kolmej na plochu delenej plochou prierezu.
Vypočítajte celkový moment pôsobiaci na požadovaný prierez. V prípade statického lúča bude tento okamih rovnaký a opačný ako súčet okamihov pôsobiacich na oboch stranách prierezu. Existujú dva typy momentov: priame momenty aplikované konzolovou podperou a momenty vytvorené okolo prierezu vertikálnymi silami. Okamžik spôsobený zvislou silou sa rovná dĺžke jeho vzdialenosti od bodu záujmu. Pomocou funkcie cosine sa vypočítava vertikálna zložka akýchkoľvek lineárnych síl pôsobiacich na konce nápravy.
Vypočítajte axiálne napätie spôsobené momentmi. Keď okamih pôsobí na nápravu, vytvára napätie buď v hornej alebo dolnej polovici a stlačenie v druhej. Napätie je nula pozdĺž priamky prechádzajúcej stredom nápravy (nazývanej neutrálna os) a lineárne sa zvyšuje smerom k hornému aj dolnému okraju. Vzorec na namáhanie v dôsledku ohybu je (M * y) / I, kde M = moment, y = výška nad alebo pod neutrálnou osou a I = moment zotrvačnosti v ťažisku náprav. Moment zotrvačnosti si môžete predstaviť ako schopnosť lúčov odolávať ohýbaniu. Toto číslo je najjednoduchšie získať z tabuliek predchádzajúcich výpočtov pre bežné tvary prierezov.
Pridajte napätia spôsobené lineárnymi silami a momentmi, aby ste získali celkové osové napätie pre analyzovaný bod.