Τι είναι το επίπεδο διάτμησης;

Ένα επίπεδο διάτμησης είναι το επίπεδο στο οποίο εμφανίζεται διατμητική τάση.Όπως και η κανονική τάση, η διατμητική τάση είναι ένα μέτρο δύναμης ανά περιοχή μονάδας.Σε κάθε δεδομένο σημείο μιας δομής, υπάρχουν πολλά πιθανά αεροπλάνα που μπορούν να οριστούν για να μετρηθούν το στρες.Κατά συνέπεια, όποιο επίπεδο περιέχει την εν λόγω περιοχή είναι το επίπεδο διάτμησης.Το επίπεδο διάτμησης είναι χρήσιμο για μηχανικούς που αναλύουν τις εσωτερικές τάσεις στις δομές.

Το άγχος έχει τις ίδιες μονάδες με την πίεση: δύναμη ανά περιοχή.Τα κανονικά αποτελέσματα πίεσης όταν ένα συστατικό τίθεται σε ένταση ή συμπίεση.Εάν μια μεταλλική ράβδος τεντωθεί κάθετα, μια εσωτερική τάση θα τείνει να αντισταθεί στην περαιτέρω παραμόρφωση.Αυτή η τάση θα συμβεί σε οριζόντιες διατομές της ράβδου.Το άγχος λέγεται ότι είναι φυσιολογικό επειδή κατευθύνεται σε ορθή γωνία ή κανονική έως τα οριζόντια επίπεδα στρες.

Η τάση διάτμησης είναι παρόμοια με την κανονική τάση στο ότι έχει τις ίδιες μονάδες.Η κατεύθυνση του στρες, ωστόσο, είναι παράλληλη στο επίπεδο άγχους του.Αυτό το είδος στρες θα μπορούσε να προκύψει εάν εφαρμοστεί ένα διαφορετικό σύνολο δυνάμεων στην ίδια μεταλλική ράβδος.Δηλαδή, αν κάποιος κρατούσε το κάτω μέρος του μπαρ στακτοποιημένο ενώ προσπαθούσε να μετακινήσει την κορυφή της μπαρ στα δεξιά.Η προκύπτουσα εσωτερική πίεση ονομάζεται διατμητική τάση, επειδή τμήματα της ράβδου προσπαθούν να γλιστρήσουν ή να περάσουν από το ένα το άλλο.

Κάτω από αυτές τις συνθήκες φόρτωσης, οι τάσεις σε ένα οριζόντιο επίπεδο που βρίσκεται στο κέντρο της ράβδου θα ήταν τάσεις διάτμησης που κατευθύνονται οριζόντια.Το κάτω μέρος της ράβδου θα προσπαθούσε να μετακομίσει προς τα αριστερά.Θα υποβάλει τις δυνάμεις αριστεράς σε ένα οριζόντιο επίπεδο διάτμησης.Η κορυφή του μπαρ θα προσπαθούσε να μετακομίσει προς τα δεξιά.Θα υποβλήθηκε σε δυνάμεις δεξιάς στο ίδιο επίπεδο διάτμησης.

Η ανάλυση του επιπέδου διάτμησης είναι σημαντική για την πρόληψη της μηχανικής αποτυχίας μιας δομής.Κάθε υλικό έχει ένα όριο στο πόσο άγχος μπορεί να αντέξει.Αυτό το όριο είναι μια ιδιότητα του ίδιου του υλικού και όχι το σχήμα του αντικειμένου.Για παράδειγμα, δύο λαστιχένιες ζώνες θα μπορούσαν να γίνουν σε διαφορετικά μεγέθη αλλά από το ίδιο υλικό.Ο μεγαλύτερος μπορεί να αντέξει περισσότερη δύναμη πριν σπάσει, αλλά μόνο επειδή έχει περισσότερη περιοχή διατομής για να διανείμει τη δύναμη.Το εσωτερικό στρες θα είναι το ίδιο σε αποτυχία και για τα δύο μεγέθη.

Ομοίως, τα εξαρτήματα μπορούν να σπάσουν λόγω υπερβολικής διατμητικής πίεσης.Εάν ένα συστατικό αποτύχει με διατμητική τάση, τμήματα του θα μετατοπιστούν κυριολεκτικά το ένα το άλλο.Τα παλιά μεταλλικά μπουλόνια, για παράδειγμα, συνήθως αποτυγχάνουν με αυτόν τον τρόπο.Το όριο της διατμητικής πίεσης, όπως με την κανονική τάση, είναι μια υλική ιδιότητα.