中立軸とは？

ニュートラル軸とは、オブジェクトを通過する線で、そのオブジェクトに作用する力の中心を示します。 軸を通る交差点では、オブジェクトに作用する接触圧力と拡張圧力は等しくなります。 構造ビームのような対称オブジェクトでは、中立軸はオブジェクトの正確な中心を通ります。 非対称オブジェクト、または不均衡なサポートを持つオブジェクトでは、中立軸を見つけることは非常に複雑な数学的プロセスです。 この機能の最も一般的な実用例は、壁や建物内にアーチを作成することです。

軸は、オブジェクトを通る線です。 これらの線は、オブジェクトの重要な位置を表し、多くの場合、回転、ストレス、または外観に関連しています。 たとえば、惑星地球の軸は、惑星が回転する線を表します。 ローソク足などのオブジェクトには、多くの場合対称軸があります。 オブジェクトは、どの角度から見ても、軸線の両側で同じです。

すべてのオブジェクトには中立軸もありますが、これはより複雑なタイプの線です。 多くの力が、特定の状況でオブジェクトに影響します。 これらの力の一部はオブジェクトを引き伸ばしさせ、一部はオブジェクトを収縮させます。 オブジェクトの領域内のどこかに、力の正確な中心、基本的に2つの影響の境界を示す線があります。

両端でサポートされている長方形の梁では、重力がオブジェクトを引き下げています。 重力によりビームは「U」字型になり、本質的にビームの中央がたるみます。 この場合、梁の下側が伸びており、梁の上部が圧縮されています。 ニュートラル軸は、オブジェクトの中心を通って直接移動し、力が出会って互いに打ち消し合う線を示します。

単純なオブジェクトでは、一般的に中立軸は見つけやすいです。 複雑なオブジェクトでは、はるかに困難です。 他のほとんどのタイプの軸とは異なり、この軸は実際にはオブジェクトの外側に存在できます。 非対称な形状のオブジェクトや不均等な支持点があるオブジェクトでは、力が等しい軸は、オブジェクトの構造の外側にある2点間の領域にある場合があります。 つまり、オブジェクトにかかる力は不均一であり、完全にバランスを取ることはできません。

中立軸の最も初期の用途の1つは、建築のアーチでした。 軸はアーチを通るため、構造がその上の重量を支えることができるポイントを見つけることができます。 軸がアーチのより大きな構造内にある限り、崩壊することなく出入口を保持できます。 アーチの曲線は、真っ直ぐな上部の出入口と比較して、軸がその中にとどまるためのより大きな領域を構造に与えます。