Τι είναι το φορτίο διάτμησης;

Ένα φορτίο διάτμησης είναι μια δύναμη που προκαλεί διατμητική τάση όταν εφαρμόζεται σε ένα δομικό στοιχείο.Η διατμητική τάση, η οποία είναι μια δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας, εμφανίζεται στο επίπεδο κάθετο σε κανονική τάση.Δημιουργείται όταν δύο επίπεδα του ίδιου αντικειμένου προσπαθούν να γλιστρήσουν το ένα το άλλο.Οι μηχανικοί πρέπει να υπολογίσουν το φορτίο διάτμησης σε δομές για να βεβαιωθούν ότι δεν βιώνουν μηχανική αποτυχία.Πολύ υψηλό φορτίο διάτμησης μπορεί να προκαλέσει την απόδοση υλικών ή μόνιμα παραμορφωμένη.

Οι κανονικές τάσεις εμφανίζονται όταν ένα υλικό τοποθετείται σε ένταση ή συμπίεση.Σε αυτή την περίπτωση, και οι δύο εφαρμοσμένες δυνάμεις βρίσκονται κατά μήκος του ίδιου άξονα.Εάν οι δυνάμεις εφαρμόζονται σε διαφορετικούς άξονες, θα υπάρχουν τάσεις διάτμησης εκτός από τυχόν φυσιολογικές τάσεις.Ένα τετράγωνο στοιχείο του υλικού θα βιώσει δυνάμεις που τείνουν να το στρέψουν σε παραλληλόγραμμο.Η μέση τάση διάτμησης σε ένα υλικό είναι ίσο με το φορτίο διάτμησης που διαιρείται με την εν λόγω περιοχή διατομής.

Ενώ η διατμητική τάση είναι δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας, το φορτίο διάτμησης γενικά αναφέρεται μόνο στην ίδια τη δύναμη.Ως εκ τούτου, οι κατάλληλες ενώσεις είναι η δύναμη των μονάδων, οι πιο συχνά νέοι ή οι λίρες.Όταν ένα φορτίο διάτμησης εφαρμόζεται σε ένα περιορισμένο υλικό, μια δύναμη αντίδρασης είναι υπεύθυνη για τη διατήρηση του υλικού ακίνητου.Αυτή η δύναμη αντίδρασης αποτελεί την "δεύτερη" δύναμη που εφαρμόζεται.Όταν συνδυάζεται με μια δύναμη αντίδρασης, μια μοναδική δύναμη μπορεί να προκαλέσει τάσεις διάτμησης.

Το φορτίο διάτμησης είναι σημαντικό για τον υπολογισμό των τάσεων μέσα σε μια δέσμη.Η εξίσωση Euler-Bernoulli Beam σχετίζεται με το φορτίο διάτμησης στο κίνημα κάμψης σε όλη τη δέσμη.Μια ροπή κάμψης είναι η στρέψη στρίψιμο από ό, τι προκαλεί μια δέσμη να εκτρέψει.Το μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο διάτμησης σε μια δέσμη σχετίζεται τόσο με το υλικό όσο και με τη γεωμετρία της δέσμης mdash; παχύτερες δοκούς από ισχυρότερα υλικά μπορεί να αντέξει υψηλότερα φορτία διάτμησης.

Όταν οι δυνάμεις προκαλούν εσωτερικές τάσεις να γίνουν πολύ υψηλές, ένα υλικό θα αποδώσει.Η απόδοση αλλάζει μόνιμα το χαλαρό σχήμα και το μέγεθος ενός υλικού, όπως συμβαίνει όταν το υλικό είναι απαλλαγμένο από εξωτερικές δυνάμεις.Ένα χαρτί μπορεί εύκολα να μεταφερθεί στο σημείο απόδοσης με το χέρι.Η απόδοση όχι μόνο στρεβλώνει τη γεωμετρία ενός υλικού, αλλά μπορεί να κάνει τα υλικά πιο ευαίσθητα σε κάταγμα.Η διαχείριση αυτού του κινδύνου είναι κρίσιμης σημασίας για τους αστικούς και μηχανικούς μηχανικούς.

Η απόφαση των υλικών είναι τα ισχυρότερα ή έχουν τα υψηλότερα σημεία απόδοσης, είναι ευκολότερη μέσω πειράματος παρά μέσω της θεωρητικής ανάλυσης.Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι ο χάλυβας μπορεί να ανεχτεί περισσότερες εσωτερικές πιέσεις από ό, τι μπορεί το αλουμίνιο.Η εξήγηση του γιατί συμβαίνει αυτό αποτελεί αντικείμενο αρκετών ανταγωνιστικών θεωριών.Ορισμένες από αυτές τις θεωρίες υπογραμμίζουν τη διατμητική τάση ως θεμελιώδη για την εξήγηση πότε θα αποδώσουν τα υλικά.