Hva er en skjærbelastning?

En skjærbelastning er en kraft som forårsaker skjærspenning når den påføres et strukturelt element.Skjærspenning, som er et kraft per enhet, oppstår i planet vinkelrett på normal stress;Det opprettes når to plan av samme objekt prøver å gli forbi hverandre.Ingeniører må beregne skjærbelastningen på strukturer for å sikre at de ikke opplever mekanisk svikt.For høy skjærbelastning kan føre til at materialene gir eller deformeres permanent.

Normale spenninger oppstår når et materiale settes i spenning eller komprimering.I dette tilfellet er begge anvendte krefter langs den samme aksen.Hvis kreftene påføres langs forskjellige akser, vil det være skjærspenninger i tillegg til normale belastninger.Et kvadratisk element av materialet vil oppleve krefter som har en tendens til å skjule det til et parallellogram.Den gjennomsnittlige skjærspenningen i et materiale er lik skjærbelastningen delt på det aktuelle tverrsnittsområdet.

Mens skjærspenning er kraft per arealenhet, refererer skjærbelastningen generelt bare til selve kraften.Derfor er passende foreninger enhetens kraft, oftest newton eller pundkraft.Når en skjærbelastning påføres et begrenset materiale, er en reaksjonskraft ansvarlig for å holde materialet stasjonært.Denne reaksjonskraften utgjør den "andre" kraften som er brukt;Når den kombineres med en reaksjonskraft, kan en enkelt styrke gi opphav til skjærspenninger.

Skjærbelastningen er viktig for å beregne spenningene i en bjelke.Euler-Bernoulli-bjelke-ligningen relaterer skjærbelastningen til bøyebevegelsen gjennom en bjelke.Et bøyemoment er det vridende dreiemomentet enn får en bjelke til å avlede.Den maksimale tillatte skjærbelastningen på en bjelke er relatert til både materialet og geometrien til bjelken og mdash; tykkere bjelker laget av sterkere materialer kan tåle høyere skjærbelastning.

Når krefter får indre påkjenninger til å bli for høye, vil et materiale gi.Å gi permanent endrer den avslappede formen og størrelsen på et materiale, som oppstår når materialet er fritt for ytre krefter.En binders kan lett bringes til avkastningspunktet for hånd.Å gi ikke bare forvrenger geometrien til et materiale, men det kan gjøre materialer mer utsatt for brudd.Å håndtere denne risikoen er av avgjørende betydning for sivile og mekaniske ingeniører.

Å bestemme hvilke materialer som er sterkest, eller ha de høyest avkastningspunktene, er lettere å gjøre gjennom eksperiment enn gjennom teoretisk analyse.Det er for eksempel vanlig kunnskap at stål tåler mer indre belastninger enn aluminium.Forklaringen på hvorfor dette er tilfelle er gjenstand for flere konkurrerende teorier.Noen av disse teoriene legger vekt på skjærspenning som grunnleggende for å forklare når materialer vil gi.