for tynnveggede profiler, for eksempel gjennom en bjelke eller semi-monocoque struktur, kan skjærspenningsfordelingen gjennom tykkelsen forsømmes. Videre er det ingen skjærspenning i retningen normal til veggen, bare parallell. I disse tilfellene kan det være nyttig å uttrykke indre skjærspenning som skjærstrøm, som er funnet som skjærspenningen multiplisert med tykkelsen på seksjonen. En ekvivalent definisjon for skjærstrøm er skjærkraften V per enhetslengde av omkretsen rundt en tynnvegget seksjon. Skjærstrøm har dimensjonene av kraft per lengdeenhet. Dette tilsvarer enheter av newton per meter I SI-systemet og pund per fot i USA.
OriginEdit
når en tverrkraft påføres en bjelke, er resultatet variasjon i bøyning av normale spenninger langs bjelkens lengde. Denne variasjonen forårsaker en horisontal skjærspenning i strålen som varierer med avstand fra den nøytrale aksen i strålen. Begrepet komplementær skjær dikterer da at en skjærspenning også eksisterer over tverrsnittet av strålen, i retning av den opprinnelige tverrkraften. Som beskrevet ovenfor, i tynnveggede strukturer, kan variasjonen langs tykkelsen av elementet forsømmes, slik at skjærspenningen over tverrsnittet av en stråle som består av tynnveggede elementer, kan undersøkes som skjærstrøm, eller skjærspenningen multiplisert med elementets tykkelse.
ApplicationsEdit
begrepet skjærstrøm er spesielt nyttig når man analyserer semi-monocoque strukturer, som kan idealiseres ved hjelp av skin-stringer-modellen. I denne modellen, langsgående medlemmer, eller stringere, bære bare aksial stress, mens huden eller web motstår eksternt påført torsjon og skjærkraft. I dette tilfellet, siden huden er en tynnvegget struktur, kan de indre skjærspenningene i huden representeres som skjærstrøm. I design er skjærstrømmen noen ganger kjent før hudtykkelsen bestemmes, i hvilket tilfelle hudtykkelsen enkelt kan dimensjoneres i henhold til tillatt skjærspenning.
Eksempel På Hudstringer Modell Med Skjærstrøm
Skjærsenterrediger
for en gitt struktur er skjærsenteret punktet i rommet hvor skjærkraft kan påføres uten å forårsake torsjonsdeformasjon (f.eks. vridning) av tverrsnittet av strukturen. Skjærsenteret er et imaginært punkt, men varierer ikke med størrelsen på skjærkraften-bare tverrsnittet av strukturen. Skjærsenteret ligger alltid langs symmetriaksen, og kan bli funnet ved hjelp av følgende metode:
- Bruk en vilkårlig resulterende skjærkraft
- Beregn skjærstrømmen fra denne skjærkraften
- Velg et referansepunkt o en vilkårlig avstand e fra belastningspunktet
- Beregn øyeblikket om o ved å bruke både skjærstrømmer og den resulterende skjærkraften, og likestill de to uttrykkene. Løs for e
- avstanden e og symmetriaksen gir koordinaten for skjærsenteret, uavhengig av skjærkraftstørrelsen.
Beregning av skjærstrømrediger
per definisjon beregnes skjærstrøm gjennom et tverrsnitt av tykkelse t ved hjelp av q = τ ∗ t {\displaystyle q = \tau *t}
, hvor τ = v q i t {\displaystyle \ tau ={\frac {VQ}{It}}}
. Dermed er likningen for skjærstrøm på en bestemt dybde i et bestemt tverrsnitt av en tynnvegget struktur som er symmetrisk over bredden, q = v y Q x I x {\displaystyle q={\frac {V_{y}Q_{x}}{I_{x}}}}
hvor
q-skjærstrømmen Vy-skjærkraften vinkelrett på den nøytrale aksen x Ved tverrsnittet Av interesse Qx-det første øyeblikket av området (aka statisk øyeblikk) om den nøytrale aksen x for tverrsnittet av strukturen over dybden i Spørsmålet Ix – det andre øyeblikket av området ( aka øyeblikk av treghet) om den nøytrale aksen x for strukturen (en funksjon bare av formen på strukturen)
