science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe de maximale trekspanning te berekenen

Constructieonderdelen die axiale trekbelastingen ervaren, moeten zo bemeten zijn dat ze onder die belastingen niet vervormen of falen. Stress is de krachtsverhouding over een eenheidsgebied, en het maakt de vergelijking mogelijk van materiaalsterkten onafhankelijk van het dwarsdoorsnede-oppervlak. Elk materiaal heeft een theoretische ultieme sterkte en vloeisterkte op basis van de eigenschappen van dat materiaal. Daarom, als een ingenieur een structurele component ontwerpt, kan hij de materiaal- en componentafmetingen selecteren op basis van de verwachte belastingen van het systeem. Voor een bepaald onderdeel en een bekende trekbelasting, is de maximale trekspanning eenvoudig te berekenen.

Voor een element met een constante axiale doorsnede, meet u de doorsnede en berekent u het oppervlak van de dwarsdoorsnede. Bijvoorbeeld heeft een deel met een rechthoekige dwarsdoorsnede van 1 x 2 inch een dwarsdoorsnede-oppervlak van 2 vierkante inch. Een staaf met een cirkelvormige diameter van 2 inch heeft een dwarsdoorsnede van (1 inch x 1 inch x pi) 3,14 vierkante inch.

Selecteer de kleinste doorsnede voor een staaf met een variabele doorsnede. Een taps toelopende cilinder heeft bijvoorbeeld de kleinste doorsnede aan het smalste uiteinde van de versmalling.

Verdeel de toegepaste belasting door het oppervlak van de dwarsdoorsnede om de maximale trekspanning te berekenen. Een lid met een doorsnede van 2 in sq en een toegepaste belasting van 1000 pond heeft bijvoorbeeld een maximale trekspanning van 500 pond per vierkante inch (psi).