Co to jest samolot ścinający?

Płaszczyzna ścinania to płaszczyzna, w której występuje naprężenie ścinające. Podobnie jak naprężenie normalne, naprężenie ścinające jest miarą siły na jednostkę powierzchni. W dowolnym punkcie konstrukcji istnieje wiele możliwych płaszczyzn, które można zdefiniować do pomiaru naprężenia. Odpowiednio, dowolna płaszczyzna, która zawiera dany obszar, jest płaszczyzną ścinania. Płaszczyzna ścinania jest przydatna dla inżynierów, którzy analizują naprężenia wewnętrzne w konstrukcjach.

Stres ma takie same jednostki jak ciśnienie: siła na obszar. Normalne naprężenie powstaje, gdy element jest poddawany rozciąganiu lub ściskaniu. Jeśli metalowy pręt zostanie rozciągnięty w pionie, naprężenie wewnętrzne będzie miało tendencję do przeciwstawiania się dalszej deformacji. Naprężenie to wystąpi w poziomych przekrojach pręta. Mówi się, że naprężenie jest normalne, ponieważ jest skierowane pod kątem prostym do lub prostopadłym do poziomych płaszczyzn naprężenia.

Naprężenie ścinające jest podobne do naprężenia normalnego, ponieważ ma te same jednostki. Kierunek naprężenia jest jednak równoległy do jego płaszczyzny naprężenia. Tego rodzaju naprężenie mogłoby powstać, gdyby do tego samego pręta metalowego przyłożono inny zestaw sił; mianowicie, jeśli ktoś przytrzymał dolną część paska nieruchomo, próbując przesunąć górną część paska w prawo. Wynikowe naprężenie wewnętrzne nazywa się naprężeniem ścinającym, ponieważ części pręta próbują się przesuwać lub ścinać obok siebie.

W tych warunkach obciążenia naprężenia na płaszczyźnie poziomej znajdującej się w środku pręta byłyby naprężeniami ścinającymi skierowanymi poziomo. Dół paska będzie próbował przesunąć się w lewo; poddawałby siły w lewo w poziomej płaszczyźnie ścinania. Górna część paska będzie próbowała przejść w prawo; poddawałby siły prawe na tej samej płaszczyźnie ścinania.

Analiza płaszczyzny ścinania jest ważna w zapobieganiu mechanicznemu uszkodzeniu konstrukcji. Każdy materiał ma limit wytrzymałości na obciążenia. Limit ten jest właściwością samego materiału, a nie kształtu obiektu. Na przykład dwie gumki mogą być wykonane w różnych rozmiarach, ale z tego samego materiału. Większy może wytrzymać większą siłę przed rozbiciem, ale tylko dlatego, że ma więcej pola przekroju do rozłożenia siły; wewnętrzne naprężenie będzie takie samo przy awarii dla obu rozmiarów.

Podobnie, komponenty mogą pękać z powodu zbyt dużego naprężenia ścinającego. Jeśli element ulegnie awarii w wyniku naprężenia ścinającego, jego części dosłownie przesuwają się obok siebie. Na przykład stare metalowe śruby zwykle zawodzą w ten sposób. Granica naprężenia ścinającego, podobnie jak naprężenie normalne, jest właściwością materiału.