Co je to neutrální osa?

Neutrální osa je čára, která prochází objektem, který ukazuje střed sil působících na uvedený objekt. V jakémkoli průsečíku osou jsou kontaktní a rozpínací tlaky působící na objekt stejné. V symetrickém objektu, jako je strukturální paprsek, je neutrální osa přesným středem objektu. V asymetrickém objektu nebo v objektu, který má nepřiměřenou podporu, je nalezení neutrální osy velmi složitým matematickým procesem. Nejběžnějším praktickým využitím této funkce je vytváření oblouků uvnitř zdí a budov.

Osa je přímka procházející objektem. Tyto čáry popisují umístění důležité pro objekt, často související s rotací, stresem nebo vzhledem. Například osa planety Země popisuje čáru, kolem které se planeta otáčí. Objekt, jako je například svícen, bude mít často osu symetrie; objekt je stejný, na obou stranách osy, při pohledu z jakéhokoli úhlu.

Každý objekt má také neutrální osu, ale je to složitější typ čáry. Množství sil ovlivní předmět v nějaké dané situaci. Některé z těchto sil způsobují natažení objektu a jiné způsobí jeho kontrakci. Někde v oblasti objektu je čára, která ukazuje přesný střed sil, v podstatě hranice mezi těmito dvěma vlivy.

V pravoúhlém paprsku neseném na obou koncích přitahuje gravitační síla na předmět. Gravitace způsobí, že paprsek bude ve tvaru písmene „U“, což v podstatě způsobí, že se střed paprsku prohne. V tomto případě se spodní strana paprsku protahuje a horní část paprsku se stlačuje. Neutrální osa se pohybuje přímo středem objektu a ukazuje čáru, kde se síly setkávají, a navzájem se ruší.

V jednoduchých objektech lze neutrální osu snadno najít. Ve složitých objektech je to mnohem obtížnější. Na rozdíl od většiny ostatních typů os může tato osa skutečně existovat mimo objekt. V objektu, který má nesymetrický tvar nebo který má nerovnoměrné body podpory, může být osa, kde jsou síly stejné, v oblasti mezi dvěma body, které jsou mimo strukturu objektu. To znamená, že síly umístěné na objekt jsou nerovnoměrné a nemohou být plně vyváženy.

Jedno z prvních použití neutrální osy bylo v architektonickém oblouku. Protože osa prochází obloukem, je možné najít bod, ve kterém struktura nese váhu nad ní. Dokud osa zůstává ve větší struktuře oblouku, může držet dveře bez zhroucení. Křivka oblouku dává struktuře mnohem větší plochu, ve které má osa zůstat ve srovnání s přímými vrchními dveřmi.