för tunnväggiga profiler, såsom den genom en balk eller halvmonokockstruktur, kan skjuvspänningsfördelningen genom tjockleken försummas. Dessutom finns det ingen skjuvspänning i den riktning som är normal mot väggen, bara parallell. I dessa fall kan det vara användbart att uttrycka inre skjuvspänning som skjuvflöde, vilket finns som skjuvspänningen multiplicerad med sektionens tjocklek. En ekvivalent definition för skjuvflöde är skjuvkraften V per längdenhet av omkretsen runt en tunnväggig sektion. Skjuvflödet har måtten på kraft per längdenhet. Detta motsvarar enheter av Newton per meter i SI-systemet och pund-kraft per fot i USA.
OriginEdit
när en tvärgående kraft appliceras på en stråle är resultatet variation i böjning av normala spänningar längs strålens längd. Denna variation orsakar en horisontell skjuvspänning inom strålen som varierar med avståndet från den neutrala axeln i strålen. Begreppet komplementär skjuvning dikterar sedan att en skjuvspänning också existerar över strålens tvärsnitt, i riktning mot den ursprungliga tvärgående kraften. Såsom beskrivits ovan, i tunnväggiga strukturer, variationen längs tjockleken av elementet kan försummas, så skjuvspänningen över tvärsnittet av en balk som är sammansatt av tunnväggiga element kan undersökas som skjuvflöde, eller skjuvspänningen multiplicerat med tjockleken av elementet.
ApplicationsEdit
begreppet skjuvflöde är särskilt användbart vid analys av halvmonokockstrukturer, som kan idealiseras med hjälp av skin-stringer-modellen. I denna modell bär de längsgående elementen eller strängarna endast axiell spänning, medan huden eller banan motstår den externt applicerade torsions-och skjuvkraften. I detta fall, eftersom huden är en tunnväggig struktur, kan de inre skjuvspänningarna i huden representeras som skjuvflöde. I design är skjuvflödet ibland känt innan hudtjockleken bestäms, i vilket fall hudtjockleken helt enkelt kan dimensioneras enligt tillåten skjuvspänning.
exempel på Skin Stringer-modell med Skjuvflöde
Skjuvcentredit
för en given struktur är skjuvcentrumet den punkt i rymden där skjuvkraft kan appliceras utan att orsaka vridningsdeformation (t.ex. vridning) av strukturens tvärsnitt. Skjuvcentret är en imaginär punkt, men varierar inte med storleken på skjuvkraften – bara strukturens tvärsnitt. Skjuvcentret ligger alltid längs symmetriaxeln och kan hittas med följande metod:
- applicera en godtycklig resulterande skjuvkraft
- beräkna skjuvflödena från denna skjuvkraft
- välj en referenspunkt o ett godtyckligt avstånd e från belastningspunkten
- beräkna ögonblicket om o med både skjuvflöden och den resulterande skjuvkraften och likställa de två uttrycken. Lös för e
- avståndet e och symmetriaxeln ger koordinaten för skjuvcentret, oberoende av skjuvkraftens storlek.
beräkning av skjuvflöderedigera
per definition beräknas skjuvflöde genom ett tvärsnitt av tjocklek t med användning av q = t {\displaystyle Q = \tau *t}
, där 6900 = v q i t {\displaystyle \ tau ={\frac {VQ}{It}}}
. Således är ekvationen för skjuvflöde vid ett visst djup i ett visst tvärsnitt av en tunnväggig struktur som är symmetrisk över dess bredd q = V y Q X i x {\displaystyle q={\frac {v_{y}Q_{x}}{i_{x}}}}
där
q-skjuvflödet Vy-skjuvkraften vinkelrätt mot den neutrala axeln x vid tvärsnittet av intresse Qx-det första ögonblicket av området (aka statiskt ögonblick) om den neutrala axeln x för tvärsnittet av strukturen ovanför djupet i fråga Ix – det andra ögonblicket av området (aka ögonblick av intresse) tröghet) om den neutrala axeln x för strukturen (en funktion endast av strukturens form)
