Η μηχανική είναι ο ευρύς κλάδος της επιστήμης που διερευνά και αναλύει τη χρήση συστημάτων, δομών και δυνάμεων. η δομική μηχανική είναι ένα υποσύνολο αυτής της πειθαρχίας που επικεντρώνεται στην ικανότητα σχεδιασμού και στήριξης αυτών των δομών ώστε να αντέχουν τις εσωτερικές και εξωτερικές δυνάμεις (φορτίο). Η αξονική δύναμη αξιολογεί τις εσωτερικές δυνάμεις που υπάρχουν σε μια δομή, που συχνά παρουσιάζονται από τα χαρακτηριστικά των διαστάσεών της. Για παράδειγμα, απεικονίστε μια διχοτομημένη όψη ενός κουμπιού πόρτας που είναι στερεωμένη σε μια πόρτα και ορίστε τη μετάβαση της διάστασης σε τρία τμήματα: το μήκος της άκρης της λαβής στη βάση της, το μήκος μεταξύ της βάσης της λαβής και της άκρης του το πλαίσιο στήριξης και το μήκος μεταξύ της ακμής του πλαισίου στήριξης και της διασταύρωσης με την πόρτα. Κάθε ένα από αυτά τα τμήματα φέρει ένα φορτίο που υποστηρίζει τη συναρμολόγηση όταν χρησιμοποιείται.
Προσδιορίστε τα στοιχεία. Η αξονική δύναμη καθορίζεται από το πλάτος, το πραγματικό μήκος και το φορτίο και μετράται σε κιλά ή κιλά (1,000 λίβρες δύναμης). Χρησιμοποιώντας το προαναφερθέν παράδειγμα πόρτας, ορίστε τα εξαρτήματα ως λαβή στη βάση (ab), στη βάση στήριξης (bc) και πλαισίου σε πόρτα (cd).
Προσδιορίστε τον τύπο. Ένας γενικός τύπος για την αξονική δύναμη είναι Ned ισούται με 270 φορές KN, όπου το E ισούται με 7.000 φορές το MPA, το KN ισούται με 1.000 φορές το Newton και το d ισούται με 640.3 φορές mm. Υποθέστε ότι τα τμήματα που βρίσκονται πιο μακριά από την παρεμπόδιση της πόρτας είναι θετικά εξαιτίας της φυγοκεντρικής δύναμης και ότι η ντουλάπα είναι αρνητική. Χρησιμοποιήστε αποτελεσματικά μήκη τμήματος 40, 50 και 10 για τα τμήματα AB, BC και CD. Υπολογίστε την αξονική δύναμη για το AB ως -FAB μείον (40 kips άνω και 40 kips κάτω) συν 50 kips συν 10, που ισούται με -20 kips, BC ως - FBC συν 50 kips συν 10 kips, που ισούται με 60 kips και CD as - FCD συν 10 kips, που ισούται με 10 kips.
Χρησιμοποιήστε έναν υπολογισμό αξονικού φορτίου. Σχεδιάστε το διάγραμμα αξονικής δύναμης (ελεύθερο χέρι) λαμβάνοντας υπόψη κάθε σημείο όπου συμβαίνει μια μετάβαση και επισημάνετε και μετρήσετε αυτό το τμήμα σε ίντσες. Στη συνέχεια, μετατρέψτε τις ίντσες σε μετρητές και εισάγετε τα στοιχεία για τη διάμετρο, τα πηνία και την παραμόρφωση στην αριθμομηχανή και λύστε την για αξονική δύναμη. Οι ιστότοποι, όπως οι Μηχανικοί Edge, Futek και Engineering Toolbox, προσφέρουν αρκετές επιλογές για τον υπολογισμό της αξονικής δύναμης στις δομές.