Аксиалното напрежение описва размера на силата на единица площ на напречното сечение, която действа в посока по дължина на греда или ос. Аксиалният стрес може да причини член да се компресира, закопчава, удължава или да се провали. Някои части, които могат да изпитват аксиална сила, са изграждане на греди, шипове и различни видове валове. Най-простата формула за аксиално напрежение е сила, разделена на площта на напречното сечение. Силата, действаща върху това напречно сечение, обаче може да не е очевидна веднага.
Определете величината на силата, която действа директно нормално (перпендикулярно) на напречното сечение. Например, ако линейна сила отговаря на напречното сечение под ъгъл от 60 градуса, само част от тази сила директно причинява аксиално напрежение. Използвайте синуса на тригонометричната функция, за да прецените колко перпендикулярна е силата към лицето; аксиалната сила е равна на величината на силата, кратна на синуса на падащия ъгъл. Ако силата навлиза на 90 градуса спрямо лицето, 100 процента от силата е аксиална сила.
Изберете конкретна точка, в която да анализирате аксиалното напрежение. Изчислете площта на напречното сечение в тази точка.
Изчислете аксиалното напрежение поради линейна сила. Това е равно на компонента на линейна сила, перпендикулярна на лицето, разделена на площта на напречното сечение.
Изчислете общия момент, действащ върху интересуващото сечение. За статичен лъч този момент ще бъде равен и противоположен на сумата от моменти, действащи от двете страни на напречното сечение. Има два типа моменти: директни моменти, приложени от конзолна опора, и моменти, създадени около напречното сечение от вертикални сили. Моментът, дължащ се на вертикална сила, е равен на нейната величина, кратна на разстоянието му от интересуващата точка. Използвайте косинусната функция, за да изчислите вертикалния компонент на всякакви линейни сили, приложени към краищата на оста.
Изчислете аксиалното напрежение поради моменти. Когато моментът действа върху оста, той създава напрежение или в горната, или в долната му половина, и притискане в другата. Напрежението е нула по линията, която минава през центъра на оста (наречена неутрална ос) и се увеличава линейно към горния и долния й край. Формулата за напрежение, дължаща се на огъване, е (M * y) / I, където M = момент, y = височината над или под неутралната ос, а I = инерционният момент на централната ос на осите. Можете да мислите за инерционния момент като способността на гредите да устоят на огъване. Това число е най-лесно да се получи от таблици на предишни изчисления за общи форми на напречно сечение.
Добавете напреженията, предизвикани от линейни сили и моменти, за да получите общото аксиално напрежение за анализираната точка.