Co je to koncentrované zatížení?

Koncentrované zatížení je síla aplikovaná v jednom bodě na paprsku nebo struktuře. Paprsky se běžně používají pro strukturální podporu v domácnostech, komerčních budovách a mostech. Paprsek musí být navržen tak, aby odolával silám a stresu, a zároveň minimalizovat hmotnost, požadavky na prostor a materiálové náklady. Nesprávné navržené paprsky mohou předčasně selhat a mít katastrofické účinky.

Zátěž nebo sílu lze buď koncentrovat nebo distribuovat. Distribuované zatížení se rozprostírá na velké ploše. Může být rovnoměrně distribuován, přičemž množství síly je stejné v celé oblasti, na kterou se používá; nebo nejednotný, což znamená, že se nerozšíří. Distribuované zatížení ovlivní návrh paprsku odlišně než koncentrované zatížení. Koncentrované zatížení může být aplikováno na více než jednom místě na paprsku a na jednom paprsku může existovat vícenásobné body. Když je oblast malá, to iS obvykle předpokládá, že jde o koncentrované zatížení, pro zjednodušení výpočtů konstrukce inženýrství. Například hmotnost osoby na konci potápěčské desky by byla považována za koncentrovanou zatížení, i když hmotnost osoby je skutečně rozložena pouze na oblast pokryté dnem jeho nohou.

Dvě nejdůležitější charakteristiky koncentrovaného zatížení v konstrukci paprsku jsou velikost síly a umístění, kde je aplikována. Jak je podporován paprsek nebo struktura, hraje důležitou roli v jeho schopnosti podporovat tento typ zátěže. Koncentrované zatížení aplikované ve středu dlouhého paprsku, který je podporován na obou koncích, se bude chovat velmi odlišně než stejné zatížení aplikované na konec konzolovaného paprsku.

Koncentrované zatížení může způsobit, že se paprsek odkloní nebo ohýbání, když je nanesena síla. Návrh a konstrukce paprsku ovlivní jeho schopnost resisohýbání, když je vystaveno takové hmotnosti. Vychýlení paprsku je funkcí jeho průřezu, jak je podporován, materiál, ze kterého je vyroben a kde jsou síly aplikovány. Ocelové nosníky se nejčastěji používají v komerčních budovách kvůli jejich síle a odolnosti vůči ohýbání, ale paprsky se také vyrábějí pomocí jiných materiálů, jako je dřevo a hliník.

Koncentrovaná zatížení je důležitým hlediskem při strojírenství a designu. Paprsky a struktury jsou obvykle navrženy s bezpečnostním faktorem, který jim umožňuje odolat zatížení nebo jiným silám, které nelze v návrhu předvídat. Inženýrský software je snadno dostupný pro analýzu paprsků a dalších struktur na základě jejich načítání a dalších konstrukčních kritérií, aby se zajistilo, že splňují požadavky na výkon.