Aksialspenning beskriver mengden kraft per enhet tverrsnittsareal som virker i lengderetningen til en bjelke eller aksel. Aksialspenning kan føre til at et medlem komprimerer, spenner, forlenger eller svikter. Noen deler som kan oppleve aksial kraft er byggelister, stender og forskjellige typer sjakter. Den enkleste formelen for aksial belastning er kraft delt på tverrsnitt. Kraften som virker på det tverrsnittet er imidlertid kanskje ikke umiddelbart åpenbar.
Bestem størrelsen på kraften som virker direkte normal (vinkelrett) på tverrsnittet. For eksempel, hvis en lineær kraft møter tverrsnittet i en vinkel på 60 grader, forårsaker bare en del av kraften direkte aksial spenning. Bruk den trigonometriske funksjonen sinus for å måle hvor vinkelrett kraften er i ansiktet; den aksiale kraften tilsvarer størrelsen på kraften ganger sinusen til innfallsvinkelen. Hvis kraften kommer 90 grader mot ansiktet, er 100 prosent av kraften aksial kraft.
Velg et spesifikt punkt for å analysere aksialspenningen. Beregn tverrsnittsarealet på det punktet.
Beregn den aksiale belastningen på grunn av lineær kraft. Dette er lik komponenten av lineær kraft vinkelrett på ansiktet delt på tverrsnittområdet.
Beregn det totale øyeblikket som virker på tverrsnittet av interesse. For en statisk stråle vil dette øyeblikket være lik og motsatt av summen av øyeblikk som virker på hver side av tverrsnittet. Det er to typer øyeblikk: direkte øyeblikk, brukt av en utkragingsstøtte, og øyeblikk skapt om tverrsnittet av vertikale krefter. Øyeblikket på grunn av en vertikal kraft tilsvarer størrelsesordenen ganger avstanden fra interessepunktet. Bruk cosinus-funksjonen til å beregne den vertikale komponenten av eventuelle lineære krefter som påføres endene av akselen.
Beregn den aksiale belastningen på grunn av øyeblikk. Når et øyeblikk virker på en aksel, skaper det spenning i den øvre eller nedre halvdel av den, og kompresjon i den andre. Spenningen er null langs linjen som går gjennom midten av akselen (kalt nøytralaksen), og øker lineært mot både dens øvre og nedre kant. Formelen for spenning på grunn av bøying er (M * y) / I, der M = øyeblikk, y = høyden over eller under den nøytrale aksen, og I = treghetsmomentet ved akslene centroid. Du kan tenke på treghetsmoment som en bjelkeevne til å motstå bøyning. Dette antallet er lettest å få fra tabeller over tidligere beregninger for vanlige tverrsnittsformer.
Legg til spenningene forårsaket av lineære krefter og momenter for å oppnå den totale aksiale spenningen for det analyserte punktet.