Wat is een neutrale as?

Een neutrale as is een lijn die door een object gaat die het middelpunt van krachten op het object weergeeft. Op elk snijpunt door de as zijn de contact- en expanderende drukken die op het object van kracht zijn gelijk. In een symmetrisch object, zoals een structurele balk, loopt de neutrale as door het exacte midden van het object. In een asymmetrisch object, of een object dat onevenredige ondersteuning heeft, is het vinden van de neutrale as een zeer complex wiskundig proces. Het meest gebruikelijke praktische gebruik voor deze functie is het maken van bogen binnen muren en gebouwen.

Een as is een lijn die door een object gaat. Deze lijnen beschrijven een locatie die belangrijk is voor het object, vaak gerelateerd aan rotatie, stress of uiterlijk. De as van de planeet Aarde beschrijft bijvoorbeeld de lijn waarrond de planeet roteert. Een object zoals een kandelaar zal vaak een symmetrieas hebben; het object is hetzelfde, aan beide zijden van de aslijn, gezien vanuit elke hoek.

Elk object heeft ook een neutrale as, maar dit is een gecompliceerder type lijn. Een aantal krachten beïnvloeden een object in een bepaalde situatie. Sommige van die krachten zorgen ervoor dat het object uitrekt en sommige samentrekken. Ergens in het gebied van het object is een lijn die het exacte middelpunt van de krachten toont, in feite de grens tussen de twee invloeden.

In een rechthoekige balk die aan beide uiteinden wordt ondersteund, trekt de zwaartekracht het object naar beneden. Door zwaartekracht zal de balk een 'U'-vorm krijgen, waardoor het midden van de balk doorhangt. In dit geval rekt de onderkant van de balk uit en wordt de bovenkant van de balk samengedrukt. De neutrale as beweegt rechtstreeks door het midden van het object en toont de lijn waar de krachten elkaar ontmoeten en elkaar opheffen.

In eenvoudige objecten is de neutrale as over het algemeen gemakkelijk te vinden. In complexe objecten is het veel moeilijker. In tegenstelling tot de meeste andere soorten assen, kan deze eigenlijk buiten het object bestaan. In een object dat een niet-symmetrische vorm heeft of ongelijke steunpunten heeft, kan de as waar de krachten gelijk zijn in een gebied tussen twee punten liggen dat buiten de structuur van het object ligt. Dit betekent dat de krachten die op het object worden uitgeoefend ongelijk zijn en niet volledig in evenwicht kunnen zijn.

Een van de vroegste toepassingen voor de neutrale as was in de architecturale boog. Omdat de as door de boog loopt, is het mogelijk om een ​​punt te vinden waarop de structuur het gewicht erboven kan dragen. Zolang de as binnen de grotere structuur van de boog blijft, kan deze een deuropening houden zonder in te storten. De curve van de boog geeft de structuur een veel groter gebied voor de as om binnen te blijven in vergelijking met een deur met een rechte bovenkant.