Mechanische spanning: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
→Drukspanning: "Zie Druk (grootheid) voor het hoofdartikel over dit onderwerp." vervangen door gewone link, wat hier staat wordt niet uitgebreider daar behandeld |
Geen bewerkingssamenvatting |
||
Regel 12:
=== Trekspanning ===
{{Zie hoofdartikel|Rekspanning}}
[[Bestand:tug of war 2.jpg|thumb|Een touw dat onderworpen wordt aan trekkrachten.]]
Trekspanning of rekspanning is omgekeerd aan drukspanning. Het materiaal waar een trekkracht op werkt, wil [[Rek (fysica)|uitrekken]]. Een voorwerp waaraan wordt getrokken, wordt niet alleen langer, maar ook dunner. Dit verschijnsel wordt [[dwarscontractie]] genoemd.
Een hangbrug is een succesvol brugtype voor bruggen, omdat het gewicht opgevangen kan worden met trekspanning. Omdat bij trekspanning geen rekening gehouden hoeft te worden met knik kan het materiaal tot zijn maximum sterkte (met inachtneming van een veiligheidsfactor) belast worden.
=== Moment of buig ===
{{Zie hoofdartikel|Moment (mechanica)|Buiging (mechanica)}}
Moment of buiging ontstaat als een [[Profiel (object)|profiel]] of een [[Plaat (constructie)|plaat]] in de dwarsrichting belast wordt. Denk aan een balk over een sloot, waarop in het midden een persoon staat. De persoon in het midden oefent een neerwaartse kracht op de balk uit, en de beide oevers oefenen een opwaartse kracht op de balk uit. De balk heeft daardoor de neiging te buigen. De kracht die deze buiging veroorzaakt is het moment. Een moment kan ontbonden worden in druk- en trekkrachten. In de balk in dit voorbeeld staat de bovenzijde van de balk bloot aan drukspanning, en de onderzijde aan trekspanning. Het deel van de balk dat zich precies midden tussen de bovenzijde en de onderzijde van de balk bevindt is er geen druk- of trekspanning. De trek- en drukspanning aan de boven- respectievelijk onderzijde van de balk is niet overal even groot. Hij is het grootst op het punt waar hij belast wordt, en loopt af tot niets aan de uiteinden van de balk. Het gewicht van de balk zelf belast de balk ook, en veroorzaakt dus ook moment. Als de persoon op de balk te zwaar is voor de balk, dan zal de balk bezwijken op de plaats waar het moment het grootste is. Zolang het gewicht van de balk een bijrol speelt zal dat zijn op de plaats waar de persoon staat.
=== Schuifspanning ===
{{Zie hoofdartikel|Schuifspanning}}
Schuifspanning ontstaat ook als een profiel of een plaat in de dwarsrichting wordt belast. Denk aan een stapel boeken die je met één hand tilt, met je andere hand erbovenop. Als je de boeken sterk genoeg op elkaar klemt kun je de hele stapel een kwartslag draaien van de verticale stand naar een horizontale stand, zonder dat de boeken vallen. Door de druk is de schuifweerstand tussen de boeken zo groot dat de stapel niet bezwijkt onder schuifkrachten. Als je moe wordt en niet meer hard genoeg drukt 'bezwijkt' de stapel boeken.
=== Torsie of wring ===
{{Zie hoofdartikel|Wringspanning}}
Torsie of wring ontstaat als een profiel om zijn lengteas gedraaid wordt. Denk aan aandrijfas van een voertuig, of aan een boring naar olie of gas. De boorkop bevindt zich honderden meters of kilometers onder de grond en hij wordt aangedreven via een lange pijp. Deze pijp ondervindt torsie. Torsie vervormt de pijp, zodat de boorkop ettelijke omwentelingen achter kan lopen op zijn aandrijfmechanisme.
Torsie kan ontbonden worden in schuifkrachten, waarbij de schuifkracht toeneemt naarmate het verder is verwijderd van het zwaartepunt van het profiel. Bij een gelijke hoeveelheid materiaal per meter (ofwel een gelijk gewicht per meter) is een holle staaf daarom veel beter in staat om torsie op te nemen dan een massieve staaf.
== De formule om trek- en drukspanning te berekenen ==
Als druk- of trekspanning loodrecht op het oppervlak van een voorwerp wordt uitgeoefend, dan is de spanning te berekenen als de kracht gedeeld door de oppervlakte waarop hij wordt uitgeoefend.
Spanning wordt uitgedrukt met de [[Sigma (letter)|Griekse letter sigma]]. Onderscheid kan worden gemaakt tussen [[Kracht|krachten]] <math>F</math> en mechanische spanningen <math>\sigma</math>:
''F'' is de kracht. De [[Système International|SI]]-eenheid hiervoor is [[Newton (eenheid)|newton]], afgekort als N. ''A is'' het oppervlak van de doorsnede waar de kracht op werkt met als eenheid m². De SI-eenheid voor druk is dus N/m² ofwel [[Pascal (eenheid)|pascal]], afgekort Pa. In berekeningen van [[constructie]]s wordt vaak N/mm² gebruikt. 1 N/mm² is gelijk aan 1.000.000 Pa of 1 MPa.▼
waarbij:
* <math>\sigma</math> de toegepaste spanning (Pa) is;
* <math>F</math> de toegepaste kracht (N) is en
* <math>A</math> het oppervlakte is waarop de kracht aangrijpt (m²).
▲
==Tensorgrootheid==
| |||