Ο σχεδιασμός ενός άξονα που μπορεί να αντέξει σε συνδυασμένες συνθήκες φόρτωσης απαιτεί την κατανόηση των τύπων των τάσεων που εμπλέκονται και πώς αλληλεπιδρούν.

Τύποι Φορτίων σε Άξονα

Οι σχιστολιθικοί συχνά βιώνουν πολλαπλούς τύπους φορτίων ταυτόχρονα, συμπεριλαμβανομένης της κάμψης, και των αξονικών δυνάμεων.

Υπολογισμός συνδυασμένων αγχών

Για να προσδιορίσουν το μέγιστο στρες, οι μηχανικοί υπολογίζουν τις επιμέρους καταπονήσεις από τη κάμψη, την κάμψη και τα αξονικά φορτία. Αυτά συνδυάζονται στη συνέχεια χρησιμοποιώντας την αρχή της υπερθέσης.

Παράδειγμα υπολογισμού

Υποθέστε ότι ένας άξονας βιώνει ένα στρες 50 MPa, ένα στρες κάμψης 30 MPa, και ένα αξονικό στρες 20 MPa. Το ισοδύναμο στρες μπορεί να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας το κριτήριο von Mises:

ισοδύναμο = ⁇ [(s]b + σa]2 + 3t2]

όπου:

  • Σ[β = στρες κάμψης = 30 MPa
  • Σ[α = αξονική τάση = 20 MPa
  • t = στρες διάτμησης = 50 MPa

Υπολογισμός:

Σ[ισοδύναμο = ⁇ [(30 + 20)2 + 3(50)2] = ⁇ [502 + 3×2500] = ⁇ [2500 + 750] = ⁇ 10000 = 100 MPa

Το υλικό του άξονα πρέπει να έχει επιτρεπόμενη πίεση μεγαλύτερη από 100 MPa για να εξασφαλίζεται η ασφάλεια κάτω από αυτά τα συνδυασμένα φορτία.