drukkrachten

Drukkrachten zijn krachten die een voorwerp samendrukken langs de lengterichting. Ze treden op wanneer delen van een object op elkaar toe drukken of wanneer een constructie onder druk staat. In statica en constructieleer worden drukkrachten vaak gezien als axiale lasten die aan de uiteinden op het materiaal inwerken.

Een veelgebruikte maat voor drukkracht is de compressieve spanning, σ = F/A, waarbij F de toegepaste kracht is en A het doorsnedeoppervlak. Eenheden zijn newton (N) voor kracht en pascal (Pa) voor druk of spanning (1 Pa = 1 N/m²). Bij het ontwerpen en analyseren van structuren wordt vaak rekening gehouden met combinaties van belasting, zoals axiale belasting in combinatie met buiging of torsie, en met veiligheidsfactoren.

Drukkrachten komen voor in een breed scala aan toepassingen. In de bouw dragen kolommen en gewapende betonconstructies compressie, en ook brugbogen en fundamenten functioneren onder compressieve lasten. In de geologie speelt lithostatische druk een rol bij sedimentatie en metamorfose. In productieprocessen ontstaan compressiekrachten bij persen en pressing.

Materiaalgedrag onder drukkracht varieert per materiaal. Bij rustige compressie kunnen materialen een bepaalde compressieve sterkte vertonen en een lineaire elastische region kennen met een Young’s modulus. Een belangrijke faalwijze is buckling: dunne, lange kolommen kunnen onder voldoende compressiepunt doorbuigen. Het Poisson-effect beschrijft dat bij axiale compressie de dwarsafmetingen van een stuk kunnen veranderen, vaak als gevolg van de Poisson-waarde van het materiaal.

Metingen en ontwerp richten zich op compressietesten om de compressieve sterkte te bepalen, en op berekeningen voor het safe design van onderdelen en constructies, rekening houdend met mogelijke buckling en afwijkende laadsituaties.