Qu'est-ce qu'un axe neutre?
Un axe neutre est une ligne qui traverse un objet et indique le centre des forces en action sur cet objet. À n'importe quel point d'intersection dans l'axe, les pressions de contact et d'expansion en vigueur sur l'objet sont égales. Dans un objet symétrique, comme une poutre structurelle, l’axe neutre passe par le centre exact de l’objet. Dans un objet asymétrique ou ayant un support disproportionné, la recherche de l’axe neutre est un processus mathématique très complexe. L’utilisation pratique la plus courante de cette fonction est la création d’arcades dans les murs et les bâtiments.
Un axe est une ligne qui traverse un objet. Ces lignes décrivent un emplacement important pour l'objet, souvent lié à la rotation, au stress ou à l'apparence. Par exemple, l’axe de la planète Terre décrit la ligne autour de laquelle tourne la planète. Un objet tel qu'un chandelier aura souvent un axe de symétrie; l'objet est le même, des deux côtés de la ligne d'axe, vu de n'importe quel angle.
Chaque objet a également un axe neutre, mais il s’agit d’un type de ligne plus compliqué. Un certain nombre de forces affectent un objet dans une situation donnée. Certaines de ces forces entraînent l’étirement de l’objet et d’autres le font se contracter. Quelque part dans la zone de l’objet se trouve une ligne indiquant le centre exact des forces, essentiellement la frontière entre les deux affects.
Dans une poutre rectangulaire soutenue aux deux extrémités, la gravité tire vers le bas sur l'objet. La gravité rendra le faisceau en forme de «U», ce qui fera en sorte que le milieu du faisceau s'affaisse. Dans ce cas, le dessous de la poutre s’étire et le haut de la poutre se comprime. L'axe neutre se déplace directement au centre de l'objet, montrant la ligne où les forces se rencontrent et s'annulent.
Dans les objets simples, l'axe neutre est généralement facile à trouver. Dans les objets complexes, c'est beaucoup plus difficile. Contrairement à la plupart des autres types d'axes, celui-ci peut exister en dehors de l'objet. Dans un objet de forme non symétrique ou présentant des points d'appui inégaux, les axes où les forces sont égales peuvent se situer dans une zone située entre deux points extérieurs à la structure de l'objet. Cela signifie que les forces exercées sur l'objet sont inégales et ne peuvent pas être totalement équilibrées.
L'une des premières utilisations de l'axe neutre était dans l'arche architecturale. Puisque l'axe traverse l'arc, il est possible de trouver un point où la structure peut supporter le poids au-dessus de celle-ci. Tant que l'axe reste dans la structure la plus grande de l'arc, il peut tenir une porte sans s'effondrer. La courbe de l'arc donne à la structure une surface beaucoup plus grande pour que l'axe reste à l'intérieur par rapport à un passage de porte droit.