Pro tenkostěnné profily, jako je to přes paprsek, nebo semi-monocoque konstrukce, smykové rozložení napětí přes tloušťku lze zanedbat. Kromě toho nedochází ke smykovému napětí ve směru normálním ke stěně, pouze rovnoběžnému. V těchto případech může být užitečné vyjádřit vnitřní smykové napětí jako smykový tok, který se nachází jako smykové napětí vynásobené tloušťkou řezu. Ekvivalentní definice smykového toku je smyková síla V na jednotku délky obvodu kolem tenkostěnného úseku. Smykový tok má rozměry síly na jednotku délky. To odpovídá jednotkám Newtonů na metr v systému SI a síle libry na metr v USA.
OriginEdit
když je na nosník aplikována příčná síla, výsledkem je změna ohybových normálních napětí podél délky nosníku. Tato změna způsobuje horizontální smykové napětí uvnitř nosníku, které se mění se vzdáleností od neutrální osy v nosníku. Pojem komplementární smykové pak diktuje, že smykové napětí existuje i v celé průřezu nosníku, ve směru původní příčné síly. Jak je popsáno výše, v tenkostěnných konstrukcí, variace podél tloušťky člen lze zanedbat, takže smykové napětí po průřezu nosníku, který se skládá z tenkostěnné prvky mohou být zkoumány jako smykového toku, nebo smykové napětí se vynásobí tloušťkou prvku.
Aplikaceedit
koncept smykového toku je zvláště užitečný při analýze Polo-monokokových struktur,které lze idealizovat pomocí modelu skin-stringer. V tomto modelu nesou podélné členy, nebo struny, pouze axiální napětí, zatímco kůže nebo pás odolává externě aplikované torzní a smykové síle. V tomto případě, protože kůže je tenkostěnná struktura, mohou být vnitřní smyková napětí v kůži reprezentována jako smykový tok. Při konstrukci je smykový tok někdy znám před stanovením tloušťky kůže, v takovém případě může být tloušťka kůže jednoduše dimenzována podle přípustného smykového napětí.
Příklad Kůži Stringer Model s Shear Flow
Smykové centerEdit
Pro danou strukturu, smykové centrum je bod v prostoru, na níž smyková síla může být použita, aniž by způsobily torzní deformaci (např. kroucení) průřezu konstrukce. Smykové centrum je imaginární bod , ale nemění se s velikostí smykové síly-pouze průřez konstrukce. Smykové center vždy leží podél osy symetrie, a lze nalézt pomocí následující metody:
- Použít libovolný výsledné smykové síly
- Výpočet smykové toky od této posouvající síly
- Vybrat referenční bod o libovolný vzdálenosti e od bodu působení zatížení
- Vypočítat moment o o pomocí obou smykových toků a výsledné smykové síly, a srovnávat dva výrazy. Řešení pro e
- vzdálenost e a osa symetrie dávají souřadnici pro střed smyku, nezávisle na velikosti smykové síly.
Výpočet smykové flowEdit
Podle definice, smykové průtok průřez tloušťka t se vypočítá q = τ ∗ t {\displaystyle q=\tau *t}
, kde τ = V Q I t {\displaystyle \tau ={\frac {VQ}{To}}}
. Tedy rovnice pro smykové proudění v určité hloubce v daném průřezu tenkostěnné konstrukce, který je rovnoměrný po celé jeho šířce je q = V y Q x I x {\displaystyle q={\frac {V_{y}Q_{x}}{I_{x}}}}
kde
q – smykové proudění Vz – smykové síly kolmé k neutrální ose x v průřezu zájmu Qx – první okamžik oblasti (aka statické chvíli) o neutrální osy x pro průřez konstrukce nad hloubkou v otázce Ix – moment setrvačnosti (aka okamžik setrvačnost) o neutrální ose x pro konstrukci (funkce pouze tvaru konstrukce)
