La ingeniería es la rama amplia de la ciencia que investiga y analiza el uso de sistemas, estructuras y fuerzas; La ingeniería estructural es un subconjunto de esta disciplina que se centra en el diseño y la capacidad de soporte de estas estructuras para resistir fuerzas internas y externas (carga). La fuerza axial evalúa las fuerzas internas que existen en una estructura, a menudo presentadas por las características de sus dimensiones. Por ejemplo, imagine una vista biseccional de un pomo de la puerta sujeto a una puerta y designe la transición de dimensión como tres segmentos: la longitud de la punta del mango hasta su base, la longitud entre la base del mango y el borde del marco de montaje, y la longitud entre el borde del marco de montaje hasta la intersección con la puerta. Cada uno de estos segmentos lleva una carga que soporta el ensamblaje cuando está en uso.
Identifica los componentes. La fuerza axial se determina por el ancho, la longitud efectiva y la carga, y se mide en kilo libras o kips (1,000 libras de fuerza). Utilizando el ejemplo de puerta mencionado anteriormente, defina los componentes como tirador a base (ab), base a marco de montaje (bc) y marco a puerta (cd).
Identifique la fórmula. Una fórmula general para la fuerza axial es Ned es igual a 270 veces KN, donde E es igual a 7,000 veces MPA, KN es igual a 1,000 veces Newton y d es igual a 640.3 veces mm. Suponga que los segmentos más alejados de la intercepción de la puerta son positivos debido a la fuerza centrífuga y que el armario es negativo. Use longitudes de segmento efectivas de 40, 50 y 10 para los segmentos AB, BC y CD. Calcule la fuerza axial para AB como –FAB menos (40 kips arriba más 40 kips más abajo) más 50 kips más 10, lo que equivale a -20 kips, BC como - FBC más 50 kips más 10 kips, que equivale a 60 kips, y CD como - FCD más 10 kips, lo que equivale a 10 kips.
Use una calculadora de carga axial. Dibuje el diagrama de fuerza axial (a mano libre) tomando nota de cada punto donde ocurre una transición y etiquetando y midiendo esta sección en pulgadas. Luego convierta las pulgadas a metros e ingrese los componentes para diámetro, bobinas y deflexión en la calculadora y resuelva la fuerza axial. Sitios web como Engineers Edge, Futek y Engineering Toolbox ofrecen varias opciones para calcular la fuerza axial en estructuras.
