Kuormituslajit lujuuslaskennassa

Load Types for the Strength of Materials

Rakenne-elimet poikkeavat toisistaan, mutta niistä erottaa viisi päärasituslajia mitoittamisessa. Jotkut voimista määräävät mitoituksen, jotkut ovat yhdistelmiä rasituksista. Voima F tai yhdistelmäkuormituksissa (6-7) voimat kuormittavat sauvan muotoista kappaletta tässä tarkasteltuna.

Kuormituslajeissa 1 - 3 syntyy ns. normaalivoima.

F  <=  ==========  =>  F

1.  vetäminen, jossa voiman vastustaminen vaatii aineelta vetolujuutta.
    - normaalivoima, tarkastelutason pintaan nähden kohtisuoraan vaikuttava voima
    - vedettävä kappale voi olla pitkä, poikkileikkauksen jännitaso määrittää voiman suuruuden
    - voima saa nimellisen arvon 1

F  =>  ==========  <=  F

2.  puristaminen, jossa voiman vastustaminen vaatii aineelta puristuslujuutta.
    - normaalivoima, tarkastelutason pintaan nähden kohtisuoraan vaikuttava voima
    - sauvan ollessa riittävän lyhyt, jännitystaso määrittää voiman suuruuden
    - sauvan ollessa riittävän pitkä, nurjahtaminen määrittää voiman suuruuden
    - voima saa nimellisen arvon 1

3.  taivuttaminen, jossa voiman vastustaminen vaatii aineelta taivutuslujuutta.
   - normaalivoima, tarkastelutason pintaan nähden kohtisuoraan vaikuttava voima
   - jännitystaso - puristus ja veto - määrittää voiman suuruuden
   - voima saa nimellisen arvon 1

Leikkaavat voimat

4   leikkaaminen, jossa voiman vastustaminen vaatii aineelta leikkauslujuutta.

     - leikkaava voima, tarkastelutason pintaan nähden poikittain vaikuttava voima

     - jännitystaso määrittää voiman suuruuden

     - voima saa nimellisen arvo 1,61...

5   vääntäminen, jossa voiman vastustaminen vaatii aineelta vääntölujuutta.

     - leikkaava voima, tarkastelutason pintaan nähden poikittain vaikuttava voima

     - jännitystaso määrittää voiman suuruuden

     - voima saa nimellisen arvon 1,61...

Yhdistämällä nimelliset arvot 1 + 1 + 1 + 1,61.. + 1,61... = 6,2(8), jolloin radiaaneina normaalivoimat muodostavat täyden ympyrän. Kertomalla täyden ympyrän radiaaniarvon 6,2... kultaisen leikkauksen kertoimella 1,61..

6,2... x 1,61.. = 10

Jännitykset suhteutuvat kymmenlukujärjestelmään ja keskenään laskettavaksi. Samaa tarkoittava suhdelaskenta ei ole desimaaleja, kuten myöskään askennalliset kuormitukset eivät ole eksakteja.