Was ist eine Axialkraft?
Eine Axialkraft ist eine Kraft, die direkt auf die Mittelachse eines Objekts wirkt. Bei diesen Kräften handelt es sich je nach Richtung in der Regel um Streck- oder Druckkräfte. Wenn die Kraftbelastung gleichmäßig über dem geometrischen Mittelpunkt der Form liegt, ist sie konzentrisch und bei Unebenheiten exzentrisch. Im Gegensatz zu vielen wirkenden Kräften ist eine Axialkraft oft ihr eigener Gegenwert. Ein Gegenstand, der gleichmäßig in entgegengesetzte Richtungen gezogen oder gedrückt wird, bewegt sich nicht. Die bloße Kraft nimmt eine ähnliche Position wie die Axialkraft ein, wirkt jedoch senkrecht zur Mittelachse des Objekts.
Einer der wichtigsten Aspekte bei der Untersuchung von Axialkräften ist die Idee eines geometrischen Zentrums. Dies ist ein Punkt innerhalb der Grenzen eines festen Objekts, der der perfekte Mittelpunkt der gesamten Masse ist. Bei einem einfachen Objekt wie einem Zylinder ist es einfach, die genaue Mitte des Objekts durch einfaches Messen der Seiten zu finden. Bei einem komplexen Objekt wie einem Fahrrad ist der Vorgang viel komplizierter. Während es eine sehr komplexe Reihe mathematischer Gleichungen gibt, die diesen Punkt finden, ist es im Grunde der Punkt, an dem die Masse des Objekts in jeder entgegengesetzten Richtung gleich ist.
In einem komplexen Objekt kann dieser Punkt praktisch überall im größeren Raum des Formulars liegen. Bei der Betrachtung eines Objekts ist der Platz, den das Objekt einnimmt, häufig größer als das Objekt selbst. Faktoren wie Dichte und hervorstehende Arme können dazu führen, dass das geometrische Zentrum auf der Oberfläche oder sogar außerhalb der Form vorhanden ist.
Die Mittelachse des Objekts verläuft von einer Seite durch das Objekt zur anderen. Diese Linie basiert auf der Form des Objekts, nicht auf seiner Masse oder Dichte. Die Mittelachse kann durch das geometrische Zentrum verlaufen oder nicht.
Wenn eine Kraft direkt auf die Mittelachse wirkt, handelt es sich um eine Axialkraft. Diese Kräfte drücken die Achse häufig von beiden Enden zusammen oder dehnen sie in zwei entgegengesetzte Richtungen. Infolgedessen bewegt sich das Objekt normalerweise nicht. Ein Paradebeispiel für diese Kräfte sind Säulen in Gebäuden. Die Spalte hat eine Achse, die von oben nach unten durch das gesamte Formular verläuft. Die Säule wird ständig komprimiert, da sie das Dach der Struktur trägt.
Im Spaltenbeispiel verläuft die Axialkraft durch den geometrischen Mittelpunkt der Form; das macht die Kraft konzentrisch. Eine konzentrische Kraft ist in Ruhe stabil. Wenn die Achse nicht durch das geometrische Zentrum verläuft, ist die Form nicht stabil und die Kraft ist exzentrisch. Dies bedeutet normalerweise, dass die Form im Ruhezustand Axialkräften nicht standhalten kann. Die Struktur wird den unverhältnismäßigen Energien, die auf sie einwirken, nicht gewachsen sein.