20.1 : כפיפה

כפיפה טהורה הוא מושג בסיסי במכניקה מבנית, החיוני להבנה כיצד חומרים מתעוותים במאמצים סימטריים ללא כוחות ישירים. כפיפה טהורה מתרחשת כאשר איברים פריזמתיים (מנסרתיים), כגון קורות, נתונים למומנטים שווים והפוכים הגורמים לכפיפה. התופעה חיונית שכן היא מאפשרת לחזות התפלגות מאמץ ללא השפעת כוחות ציריים או גזירה.

בכפיפה טהורה, מאמץ הכיפוף בקורה מחושב על סמך מומנט הכיפוף והתכונות הגיאומטריות של חתך הקורה, ספציפית מומנט האינרציה והמרחק מהציר הניטרלי לנקודה הקיצונית בחתך. חישוב זה עוזר לקבוע כמה קורה תתכופף תחת מאמץ נתון ומבטיח שהיא יכולה לעמוד בלחצים כאלו מבלי להיכשל.

יישומים מעשיים של כפיפה טהורה נצפים בדרך כלל בתרחישים יומיומיים, כגון הרמת משקולות עם מוט, כאשר המשקולות בקצוות יוצרות כפיפה בחלק האמצעי של המוט ללא כוחות ישירים הפועלים על החלק האמצעי של המוט. באופן דומה, שלבי המוט עוברים כפיפה טהורה כאשר אדם מטפס, שכן משקלו של המטפס מייצר מומנטים לאורך כל שלב.

שילוב חומרים שונים, כגון בטון ופלדה, מצריך ניתוח המסביר את תכונותיהם המובהקות במבנים מורכבים יותר כמו קורות בטון מזוין. גישה מורכבת זו מסייעת בהבנה כיצד כל חומר תורם לחוזק ולעיוות הכולל של הקורה תחת כפיפה.