Is F/A the stress at every point?

No. F/A is an average. Uniform axial normal stress requires a centric resultant and a section sufficiently away from load introduction or discontinuities. Direct-shear stress distribution generally is not uniform.

When does M/W give bending stress?

It gives nominal extreme-fiber normal stress for the documented elastic section modulus about the correct bending axis within the linearly elastic simple-flexure model.

Does this worksheet prove safety?

No. It performs no material selection, stress concentration, combined-stress, stability, fatigue, fracture, code or acceptance assessment.

Arkusz kalkulacyjny kontrolowanej mechaniki nominalnej

Średnie naprężenie osiowe, średnie naprężenie ścinające bezpośrednie i sprężyste naprężenie zginające

Oceń jeden udokumentowany przekrój i jedną siłę wewnętrzną. Arkusz raportuje średnia wartość osiową/ścinającą bezpośrednią lub nominalną wartość skrajnego włókna sprężystego zginania — nigdy lokalnego szczytu lub akceptacji projektowej.

Siły wewnętrzne ze znakiemDokładna normalizacja jednostekBrak ustawień wstępnychBrak naprężenia dopuszczalnego

Zakres zastosowania: najpierw wyznacz siły wewnętrzne z poprawnej analizy ciała swobodnego. Otwory, gwinty, wielokrotne płaszczyzny ścinania, mimośrodowość, kontakt, koncentracja naprężeń, rozkład ścinania belki, obciążenie wieloośiowe, wyboczenie, plastyczność, zmęczenie materiału i pękanie wykraczają poza zakres tego arkusza skalarnego.

1. Tryb obliczeń i dane przekroju

Tryb *

Wewnętrzna siła wypadkowa *

Użyj wewnętrznej siły wypadkowej osiowej N lub bezpośredniej siły wypadkowej ścinającej V w udokumentowanym przekroju — nie niezweryfikowanego obciążenia zewnętrznego.

Jednostka siły *

Powierzchnia nośna A *

Dokumentuj powierzchnię netto/brutto, otwory/gwinty i liczbę płaszczyzn ścinania w rejestrze przekroju.

Jednostka powierzchni *

Wewnętrzny moment zginający M *

Jednostka momentu *

Sprężysty moduł przekroju W = I/c *

Użyj modułu dla podanej osi zginania i zgłoszonego skrajnego włókna; przekroje niesymetryczne mogą wymagać osobnych wartości W.

Jednostka modułu przekroju *

2. Rejestr kontrolowanego przekroju

Identyfikator zapisu / pozycji *

Przekrój, element i lokalizacja *

Rysunek / model / źródło obliczeń *

Wydanie / rewizja / data *

Wyprowadzenie siły wewnętrznej i przypadek obciążenia *

Podstawa osi/powierzchni dla A lub W *

Reżim materiału i warunki modelu *

Analityk / weryfikator *

Data zapisu *

Uwagi

3. Potwierdzenia

Wyprowadziłem wpisaną siłę wewnętrzną w podanym przekroju z kontrolowanego przypadku obciążenia i konwencji znaków.Zweryfikowałem powierzchnię nośną lub sprężysty moduł przekroju, w tym oś/powierzchnię, podstawę netto/brutto, otwory/gwinty i liczbę płaszczyzn ścinania, gdzie to stosowne.Zweryfikowałem założenia wybranego trybu: średnia osiowa centryczna/dalekiego pola, tylko średnia ścinania bezpośredniego lub liniowo sprężyste proste zginanie z poprawnym W.Nie będę używać tego nominalnego wyniku skalarnego jako lokalnego szczytu, naprężenia złożonego, wartości dopuszczalnej, współczynnika bezpieczeństwa lub akceptacji normowej/projektowej.

4. Wynik

Nominalna wartość ze znakiem—

Wartość bezwzględna—

Klasyfikacja—

Metoda i zakres stosowania

Średnie naprężenie normalne osiowe

σ_średnia = N/A

Wewnętrzna siła wypadkowa osiowa przechodząca przez środek ciężkości przekroju.
Jednolita średnia wystarczająco daleko od wprowadzenia obciążenia i nieciągłości.
Nie jest to zginanie mimośrodowe ani lokalne naprężenie rowka/gwintu.

Średnie naprężenie ścinające bezpośrednie

τ_średnia = V/A

Raportuje tylko średnią przekroju.
Rzeczywisty rozkład zazwyczaj nie jest jednorodny.
Nie jest to wzór belki VQ/(It), naprężenie ściskające łożyska ani ścinanie skrętne.

Nominalne sprężyste naprężenie zginające

σ_nom = M/W = Mc/I

Liniowo sprężyste czyste zginanie i poprawna oś obojętna.
W = I/c dla podanej osi i skrajnego włókna.
Nie dotyczy plastyczności, materiałów kompozytowych, belek krzywych ani lokalnych szczytowych naprężeń.

Użyte tożsamości wymiarowe: N/mm² = MPa; N·mm/mm³ = MPa. Znak jest zachowany zgodnie z udokumentowaną konwencją sił wewnętrznych. Wytrzymałość, naprężenia dopuszczalne, współczynniki cząstkowe/bezpieczeństwa oraz kryteria akceptacji są celowo pominięte.

Źródła i klasyfikacja

Podręcznik mechaniki University of Illinois — Naprężenia: rozróżnia naprężenie punktowe od średnich przekrojów; określa warunki centryczne/dalekiego pola dla jednorodnej średniej osiowej oraz stwierdza, że rozkład ścinania bezpośredniego nie może ogólnie być uznawany za jednorodny.
Podręcznik mechaniki University of Illinois — Zginanie: liniowo sprężysta zależność zginania σ = −My/I, maksymalna wartość bezwzględna |M|/S oraz S = I/c.
NIST SP 811 Dodatek B: dokładna podstawa cali/funt-siły i opublikowane współczynniki przeliczeniowe naprężeń.

Klasyfikacja: są to ograniczone relacje mechaniki ogólnej, a nie wzory przypisywane ISO, ASME, ASTM, EN ani innemu standardowi projektowemu. Każde rzeczywiste naprężenie dopuszczalne, opór, kombinacja obciążeń, koncentracja naprężeń, metoda zmęczenia lub reguła akceptacji wymaga jej kontrolowanego źródła obowiązującego.