Kaj je koncentrirana obremenitev?

Koncentrirana obremenitev je sila, ki deluje na eni točki na nosilcu ali konstrukciji. Tramovi se običajno uporabljajo za strukturno podporo v domovih, poslovnih zgradbah in mostovih. Žar mora biti zasnovan tako, da prenese sile in obremenitve, hkrati pa zmanjša težo, prostorske zahteve in stroške materiala. Nepravilno oblikovani nosilci lahko predčasno odpovejo in povzročijo katastrofalne posledice.

Obremenitev ali sila je lahko koncentrirana ali porazdeljena. Porazdeljena obremenitev je razporejena na velikem območju. Lahko se enakomerno porazdeli, pri čemer je količina sile enaka po celotnem območju, na katerega se nanaša; ali neenakomerno, kar pomeni, da ni enakomerno razporejeno. Porazdeljena obremenitev bo vplivala na zasnovo žarka drugače kot koncentrirana obremenitev. Koncentrirano se lahko nanese na več kot eni lokaciji na nosilcu, na enem nosilcu pa lahko obstaja več točk obremenitve.

V resnici so vse obremenitve uporabljene na nekem končnem območju v primerjavi z eno točko. Ko je površina majhna, se običajno domneva, da gre za koncentrirano obremenitev, da se poenostavijo izračuni inženirskega načrtovanja. Na primer, teža osebe na koncu potapljaške deske bi veljala za koncentrirano vrsto obremenitve, čeprav je teža osebe resnično porazdeljena samo na območje, ki ga pokriva spodnji del stopal.

Dve najpomembnejši značilnosti koncentrirane obremenitve pri oblikovanju nosilca sta velikost sile in lokacija, kjer se uporablja. Način podpore nosilca ali konstrukcije ima pomembno vlogo pri njegovi sposobnosti, da prenese to vrsto obremenitve. Koncentrirana obremenitev na sredino dolgega nosilca, ki je podprta na obeh koncih, se bo obnašala zelo drugače kot enaka obremenitev na koncu konzolnega nosilca.

Koncentrirana obremenitev lahko povzroči, da se žarek odkloni ali upogne, ko deluje sila. Zasnova in konstrukcija nosilca bosta vplivala na njegovo sposobnost, da se upre upogibanju, ko je izpostavljen takšni teži. Upogib žarka je funkcija njegovega preseka, načina podpore, materiala, iz katerega je izdelan, in kje delujejo sile. Jekleni tramovi se najpogosteje uporabljajo v poslovnih stavbah zaradi svoje trdnosti in odpornosti na upogibanje, vendar se nosilci izdelujejo tudi iz drugih materialov, kot sta les in aluminij.

Koncentrirane obremenitve so pomemben dejavnik v strojništvu in oblikovanju. Tramovi in ​​konstrukcije so običajno zasnovane z varnostnim faktorjem, ki jim omogoča, da prenesejo obremenitve ali druge sile, ki jih pri načrtovanju ni mogoče predvideti. Inženirska programska oprema je zlahka na voljo za analizo nosilcev in drugih struktur na podlagi njihove obremenitve in drugih meril za načrtovanje, da se zagotovi, da izpolnjujejo zahteve glede zmogljivosti.