normaalijännityksen

Normaalijännitys (σ_n) on jännitystensorin komponentti, joka vaikuttaa kohtisuorasti tarkasteltuun pintaan nähden. Se määritellään planeen normaalin n yksikkövektorin kautta t = σ · n, ja normaalijännitys on t:n projektiona n-suunnassa: σ_n = t · n = n_i σ_ij n_j. Käytännössä normaalijännitys kertoo voimasta per pinta-ala, joka vaikuttaa suoraan pintaan.

Jännittymisessä voidaan puhua sekä normaalijännityksestä että leikkausjännityksestä (τ). Esimerkiksi 2D-tilanteessa, kun materiaali altistuu yksikäsialaiselle aksiaalikuormalle σ x suunnassa, planeen normaalin kulma θ planeen nähden määrää seuraavat arvot: σ_n = σ cos^2 θ ja τ = σ cos θ sin θ. Kulmia, joissa σ_n on suurin tai pienin, ovat niitä, joilla planeen normaali on suunnattu pääjännitysten suuntiin; τ saavuttaa maksimin kulmissa noin 45 asteen.

Signaali- ja konventiot ovat tavanomaisia: jännitys, joka aiheuttaa venytystä, määritellään usein positiiviseksi. Yksikkö on pascal (Pa); käytännössä jännityksiä ilmaistaan usein megapaskeina (MPa).

Normaalijännitys liittyy läheisesti pääjännityksiin ja Mohrin ympyrään, joiden avulla voidaan arvioida, milloin materiaalissa syntyy suurinta normaalijännitystä eri suunnissa. Tämä on keskeistä suunnittelussa ja epäjatkuvuuskohtien sekä rikkoutumisen arvioinnissa, sekä materialyyield-criterionien (esim. Rankine, von Mises ei yksinomaan, mutta myös näiden perusperiaatteet) sovelluksissa. Normaalijännitys on siten perusväline jännitystilan kuvaamiseen ja materiaalin käyttäytymisen ennustamiseen.