aksiaalikuormia

Aksiaalikuormat ovat voimia, jotka vaikuttavat kappaleen pituusakselin suuntaisesti. Ne voivat aiheuttaa vetoa (venytys) tai puristusta. Aksiaalikuormat voivat esiintyä yksittäisinä tai yhdessä muiden kuormien kanssa, kuten taivutuksen tai kiertymisen kanssa. Esimerkkejä ovat pylväät rakennuksissa sekä akselit ja kiinnitysosat koneissa.

Aksiaalisen kuorman aiheuttama stressi määritellään σ = P / A, missä P on kuorma ja A poikkileikkausala. Vetokuormassa kappale venyy, puristuskuormassa pituus lyhenee, ja suurissa puristuskuormissa voi ilmetä buckling- eli muodonmuutosilmiö.

Puristuksessa erityisenä riskinä on buckling, erityisesti pitkillä ja kapeilla kappaleilla. Eulerin buckling -laskennan mukaan kriittinen kuorma Pcr on Pcr = π^2 E I / (K L)^2, jossa E on kimmomoduuli, I on poikkileikkausosan toinen momentti, L on pituus ja K end-tilojen tehokkuuskerroin. Pcr antaa arvion siitä, milloin kappale alkaa bucklautua.

Suunnittelussa huomioidaan kappaleen pituus, tukipisteiden järjestely ja materiaalin ominaisuudet. Slenderness-suhde ja kimmomoduuli määräävät, kuinka herkästi aksiaalikuormat johtavat muodonmuutoksiin. Monimutkaisissa rakenteissa aksiaalikuormat voivat esiintyä yhdessä muiden kuormien kanssa, jolloin käytetään yhdistettykuormitusperiaatteita.

Mittaamisessa ja testauksessa hyödynnetään kuormitustestejä sekä rasitusmittauksia, jotta varmistetaan rakenteen kestävyys suunnitelluissa aksiaalikuormissa.