Hva er et skjærplan?

Et skjærplan er planet der skjærspenning oppstår.Som normal stress er skjærspenning et mål på kraft per arealenhet.På et gitt punkt i en struktur er det mange mulige plan som kan defineres for å måle stress.Følgelig er det flyet som inneholder det aktuelle området, skjærplanet.Skjærplanet er nyttig for ingeniører som analyserer de interne påkjenningene i strukturer.

Stress har de samme enhetene som trykk: kraft per område.Normale stressresultater når en komponent settes i spenning eller komprimering.Hvis en metallstang er strukket vertikalt, vil en intern belastning ha en tendens til å motstå ytterligere deformasjon.Dette stresset vil oppstå i horisontale tverrsnitt av stangen.Stresset sies å være normalt fordi det er rettet i rett vinkel til, eller normal til de horisontale stressplanene.

Skjærspenning ligner normal spenning ved at den har de samme enhetene.Retningen på stress er imidlertid parallelt til stressplanet.Denne typen stress kan resultere hvis et annet sett med krefter ble brukt på samme metallstang;Nemlig, hvis noen holdt bunnen av baren stasjonær mens de prøvde å bevege toppen av stangen til høyre.Den resulterende indre belastningen kalles skjærspenning, fordi deler av stangen prøver å gli, eller skjære, forbi hverandre.

Under disse belastningsforholdene ville spenningene på et horisontalt plan plassert i midten av stangen være skjærspenninger rettet horisontalt.Bunnen av baren ville prøve å bevege seg til venstre;Den ville utsette venstre krefter i et horisontalt skjærplan.Toppen av baren ville være å prøve å bevege seg til høyre;Den ville utsette rettighetskrefter på samme skjærplan.

Analyse av skjærplanet er viktig for å forhindre mekanisk svikt i en struktur.Hvert materiale har en grense for hvor mye stress det kan tåle.Denne grensen er en egenskap av selve materialet, snarere enn formen på objektet.For eksempel kan to gummibånd lages i forskjellige størrelser, men fra samme materiale.Den større tåler mer kraft før han går i stykker, men bare fordi den har mer tverrsnittsareal for å fordele kraften;Den interne stress vil være den samme ved svikt i begge størrelsene.

På samme måte kan komponenter bryte på grunn av for mye skjærspenning.Hvis en komponent mislykkes med skjærspenning, vil deler av den bokstavelig talt gli forbi hverandre.Gamle metallbolter, for eksempel, mislykkes ofte på denne måten.Grensen for skjærspenning, som med normal stress, er en materiell egenskap.