Axiale spanning beschrijft de hoeveelheid kracht per eenheid dwarsdoorsnedegebied die in de lengterichting van een balk of as werkt. Axiale spanning kan ervoor zorgen dat een lid samendrukt, gesp, langwerpig of defect raakt. Sommige onderdelen die axiale kracht kunnen ervaren zijn bouwbalken, noppen en verschillende soorten assen. De eenvoudigste formule voor axiale spanning is kracht gedeeld door het oppervlak van de dwarsdoorsnede. De kracht die op die doorsnede inwerkt, is echter mogelijk niet meteen duidelijk.

Bepaal de krachtkracht die direct normaal (loodrecht) op de doorsnede werkt. Als een lineaire kracht bijvoorbeeld de dwarsdoorsnede bereikt in een hoek van 60 graden, veroorzaakt slechts een deel van die kracht direct axiale spanning. Gebruik de trigonometrische functie sinus om te meten hoe loodrecht de kracht op het gezicht is; de axiale kracht is gelijk aan de sterkte van de kracht maal de sinus van de invalshoek. Als de kracht 90 graden naar het gezicht komt, is 100 procent van de kracht axiale kracht.

Kies een specifiek punt waarop u de axiale spanning analyseert. Bereken het dwarsdoorsnede-oppervlak op dat punt.

Bereken de axiale spanning als gevolg van lineaire kracht. Dit is gelijk aan het bestanddeel van de lineaire kracht loodrecht op het vlak gedeeld door het dwarsdoorsnede-oppervlak.

Bereken het totale moment dat op de betreffende doorsnede van invloed is. Voor een statische straal is dit moment gelijk aan en tegengesteld aan de som van momenten die aan beide kanten van de doorsnede werken. Er zijn twee soorten momenten: directe momenten, zoals toegepast door een vrijdragende ondersteuning, en momenten gecreëerd door verticale krachten om de doorsnede. Het moment als gevolg van een verticale kracht is gelijk aan de magnitude maal de afstand tot het bezienswaardigheid. Gebruik de cosinusfunctie om de verticale component van lineaire krachten te berekenen die op de uiteinden van de as worden toegepast.

Bereken de axiale spanning als gevolg van momenten. Wanneer een moment op een as werkt, creëert het spanning in de bovenste of onderste helft en compressie in de andere helft. De spanning is nul langs de lijn die door het midden van de as loopt (de neutrale as genoemd) en neemt lineair toe naar zowel de boven- als onderrand. De formule voor spanning als gevolg van buigen is (M * y) /I, waarbij M = moment, y = de hoogte boven of onder de neutrale as, en I = het traagheidsmoment ter hoogte van de as van de as. Je kunt het traagheidsmoment zien als het vermogen van een straal om buiging te weerstaan. Dit nummer is het gemakkelijkst te verkrijgen uit tabellen van eerdere berekeningen voor gangbare vormen in dwarsdoorsnede.

Voeg de spanningen toe die worden veroorzaakt door lineaire krachten en momenten om de totale axiale spanning voor het geanalyseerde punt te verkrijgen.