20.13 : Эксцентрическая осевая нагрузка в плоскости симметрии

Эксцентрическая осевая нагрузка возникает, когда осевая нагрузка прикладывается вдали от центроидальной оси элемента конструкции. Этот сценарий распространен в машиностроении, где элементы конструкции не могут быть напрямую выровнены из-за различных конструктивных или функциональных требований.

В таких случаях внутренние силы в поперечном сечении элемента можно проанализировать, рассматривая как осевую силу в центре тяжести, так и изгибающий момент, вызванный перемещением нагрузки. Это смещение порождает момент, создающий пару, которую необходимо уравновесить для поддержания равновесия. Результирующее напряжение по поперечному сечению представляет собой комбинацию равномерного напряжения из-за прямой осевой нагрузки и изменяющегося напряжения из-за изгибающего момента.

Распределение напряжений по поперечному сечению линейно, в результате чего по обе стороны от центроида возникают разные напряжения: одна сторона испытывает сжатие, а противоположная — растяжение. В этом анализе предполагается, что материал остается в пределах своей упругости и что деформации существенно не изменяют смещение нагрузки. В первую очередь это применимо к прямым, не искривленным сегментам конструкции. Такие соображения имеют решающее значение для обеспечения структурной целостности и устойчивости инженерных проектов, особенно когда компоненты могут подвергаться необычным конфигурациям нагрузок.