trekspanningen

Trekkrachten die spanningen veroorzaken in materialen noemen trekspanningen. Trekspanningen ontstaan wanneer externe krachten langs de lengte van een onderdeel werken en het materiaal uitrekken of proberen uit te rekken. De spanning σ is gedefinieerd als de kracht F gedeeld door de dwarsdoorsnede A: σ = F / A. De eenheden zijn pascal (Pa), meestal uitgedrukt in megapascal (MPa). De bijbehorende maatregel van vervorming is de uitslag of strain ε = ΔL / L, die aangeeft hoeveel het materiaal zich uitrekt ten opzichte van zijn oorspronkelijke lengte.

Trekkrachten komen voor in onderdelen zoals kabels, staven en riemen, maar ook in constructies waar horizontale of verticale krachten langs een as werken. In de civiele techniek voorkomen trekspanningen onder meer in kabels van bruggen en in trekverbindingen van staalconstructies; in machinebouw dragen assen en boutverbindingen vaak significante trekspanningen. Bij ontwerp wordt rekening gehouden met de maximaal toelaatbare trekspanning die het materiaal kan dragen zonder plastische vervorming of falen, rekening houdend met een veiligheidsfactor, de yield strength en de ultimate tensile strength.

Analyse van trekspanningen gebeurt meestal met statische evenwichtsberekeningen, vrije-lichaamsdiagrammen en, bij complexere belastingbeelden, met terugval op eindige-elementenmethode. Meting en bewaking van trekspanningen kan plaatsvinden met rekmeters (strain gauges) en andere sensoren voor structureel gezondheidsbeheer. Trekspanningen kunnen verzwaren door dynamische belasting, cyclische belasting en corrosie, wat kan leiden tot vermoeidheid en uiteindelijk falen.

Samengevat vormen trekspanningen een fundamenteel concept in engineering dat de verdeling van krachten en de integriteit van lange, uitgelijnde elementen bepaalt.