Tämä opas tarjoaa selkeän prosessin leikkaus- ja taivutusjännitysten laskemiseen akselien kohdalla. Näiden jännitysten ymmärtäminen on välttämätöntä turvallisten ja tehokkaiden mekaanisten osien suunnittelussa.

Ymmärtäminen Shear ja taivutus Stresss

Leikkausrasitus tapahtuu, kun voimat kohdistetaan rinnakkain poikkileikkauksen akselin, aiheuttaa kerroksia liukua ohi toisiaan. Taivutus jännitys johtuu hetkistä, jotka aiheuttavat akselin taivutus, luoda jännitettä toisella puolella ja puristus toisella.

Leikkausstressin laskeminen

Leikkausjännitys ((tau)) akselin pisteessä lasketaan kaavalla:

[tau = frac{V kertaa Q}{I kertaa t}][]

jossa

  • V = leikkausvoima kohdassa
  • Q = ensimmäinen alueen hetki neutraalin akselin ympärillä
  • I = akselin toisen alueen hetki
  • ]t[ = paksuus kiinnostavassa kohdassa

Lasketaan taivutusstressiä

Taivutusjännitys ((sigma)) määritetään käyttäen taivutuskaavaa:

] [sigma = frac{M kertaa y}

jossa

  • M = taivutushetki kohdassa
  • y[] = etäisyys neutraalista akselista ulompaan kuituun
  • I = alueen toinen hetki

Esimerkkilaskenta

Oletetaan, että akseli kokee 10 000 N:n leikkausvoiman ja taivutusmomentin 500 Nm. Akselin toinen alueen hetki (I) on 8,33 × 10-6] m[]4[]]. Etäisyys neutraalista akselista ulkokuidulle (y) on 0,05 m.

Leikkausrasitus:

[tau = frac{V kertaa Q}{I kertaa t}][]

Jos oletetaan, että leikkaus on tasainen, leikkausrasitus on noin:

[tau n. frac{10 000 kertaa 0,000}[8.33 kertaa 10^{-6}}) = 120 Pa[]

Taivutusrasitus:

] [sigma = frac{M kertaa y}

Lasketaan:

[sigma = frac{500 kertaa 0,05} (8,33 kertaa 10^{-6}}) = 300 000 Pa