Hva er en Shear Plane?

February 10  by Eliza

En skjærplanet er det plan i hvilket det oppstår skjærspenning. Som normal belastning, er skjærspenningen er et mål på styrken per flateenhet. På et gitt punkt i en struktur, er det mange mulige plan som kan defineres for å måle stress. Følgelig, avhengig av hva som planet inneholder det aktuelle området er skjærplanet. Skjærplan er nyttig for ingeniører som analyserer de indre spenninger i konstruksjoner.

Stress har samme enheter som trykk: kraft per område. Normal stress resulterer når en komponent er satt i strekk eller kompresjon. Hvis en metallstang er strukket vertikalt, vil en indre spenning har en tendens til å motstå ytterligere deformasjon. Denne belastning vil oppstå i horisontale tverrsnitt av stolpen. Stresset blir sagt å være normal, fordi den er rettet i rett vinkel til, eller normalt på de horisontale belastningsplan.

Skjærspenning er lik normal belastning ved at den har de samme enheter. Retningen av stress, men er parallell med dens spenningsplanet. Denne type stress kan føre til hvis et annet sett av krefter ble brukt på samme metall bar; nemlig, hvis noen holdt bunnen av bar stasjonær mens du prøver å flytte toppen av stolpen til høyre. Den resulterende indre stress kalles skjærspenning, fordi deler av baren prøver å skyve, eller skjær, forbi hverandre.

Under disse belastningsforhold, vil spenningene på et horisontalt plan som ligger i sentrum av stangen være skjærspenninger som er rettet horisontalt. Bunnen av bar ville være å prøve å flytte til venstre; Det ville undervenstrevendte krefter i horisontal skjærplanet. Toppen av bar ville være å prøve å flytte til høyre; Det ville under høyre-rettede krefter på samme skjærplanet.

Analysere skjærplanet er viktig for å hindre mekanisk svikt av en konstruksjon. Hvert materiale har en grense på hvor mye stress det kan tåle. Denne begrensningen er en egenskap av materialet i seg selv, snarere enn formen på gjenstanden. For eksempel kan to gummibånd lages i forskjellige størrelser, men av samme materiale. Jo større en tåler større kraft før bryte, men bare fordi den har mer tverrsnittsareal for å fordele kraft; den innvendige spenning vil være den samme ved svikt for begge størrelser.

Likeledes kan komponentene i stykker på grunn av for mye skjærspenning. Hvis en komponent svikter ved skjærspenning, vil deler av den bokstavelig talt glir forbi hverandre. Gamle metallbolter, for eksempel, vanligvis svikte på denne måte. Grensen for skjærspenning, som med normal belastning, er en materialegenskap.