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    Cómo calcular la tensión axial

    La tensión axial describe la cantidad de fuerza por unidad de área transversal que actúa en la dirección longitudinal de una viga o eje. El estrés axial puede causar que un miembro se comprima, se doble, se alargue o falle. Algunas partes que pueden experimentar la fuerza axial son la construcción de viguetas, montantes y varios tipos de ejes. La fórmula más simple para el estrés axial es la fuerza dividida por el área de la sección transversal. La fuerza que actúa sobre esa sección transversal, sin embargo, puede no ser inmediatamente obvia.

    Determine la magnitud de la fuerza que actúa directamente en forma normal (perpendicular) a la sección transversal. Por ejemplo, si una fuerza lineal se encuentra con la sección transversal en un ángulo de 60 grados, solo una parte de esa fuerza causa directamente tensión axial. Use el seno de función trigonométrica para medir qué tan perpendicular es la fuerza a la cara; la fuerza axial es igual a la magnitud de la fuerza multiplicada por el seno del ángulo de incidencia. Si la fuerza entra a 90 grados en la cara, el 100 por ciento de la fuerza es axial.

    Elija un punto específico en el que analizar el esfuerzo axial. Calcule el área de sección transversal en ese punto.

    Calcule el esfuerzo axial debido a la fuerza lineal. Esto es igual al componente de la fuerza lineal perpendicular a la cara dividida por el área de sección transversal.

    Calcule el momento total que actúa en la sección transversal de interés. Para un haz estático, este momento será igual y opuesto a la suma de los momentos que actúan a cada lado de la sección transversal. Hay dos tipos de momentos: momentos directos, aplicados por un soporte en voladizo, y momentos creados sobre la sección transversal por fuerzas verticales. El momento debido a una fuerza vertical es igual a su magnitud por su distancia desde el punto de interés. Use la función del coseno para calcular el componente vertical de cualquier fuerza lineal aplicada a los extremos del eje.

    Calcule el esfuerzo axial debido a los momentos. Cuando un momento actúa sobre un eje, crea tensión en la mitad superior o inferior y compresión en el otro. El esfuerzo es cero a lo largo de la línea que corre a través del centro del eje (llamado eje neutro), y aumenta linealmente hacia su borde superior e inferior. La fórmula para el esfuerzo debido a la flexión es (M * y) /I, donde M = momento, y = la altura por encima o por debajo del eje neutral, e I = el momento de inercia en el centroide del eje. Puedes pensar en el momento de inercia como la capacidad de un haz para resistir la flexión. Este número es más fácil de obtener de tablas de cálculos previos para formas de sección transversal comunes.

    Agregue las tensiones causadas por fuerzas y momentos lineales para obtener la tensión axial total para el punto analizado.

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