La contrainte axiale décrit la force par unité de section transversale qui agit dans le sens de la longueur d'une poutre ou d'un essieu. La contrainte axiale peut entraîner la compression, le gauchissement, l'allongement ou la défaillance d'un membre. Certaines pièces qui pourraient subir une force axiale sont des solives de construction, des goujons et divers types d'arbres. La formule la plus simple pour la contrainte axiale est la force divisée par la section transversale. Cependant, la force agissant sur cette section peut ne pas être immédiatement évidente.

Déterminer l'amplitude de la force qui agit directement perpendiculairement à la section transversale. Par exemple, si une force linéaire rencontre la section transversale à un angle de 60 degrés, seulement une partie de cette force provoque directement une contrainte axiale. Utilisez le sinus de la fonction trigonométrique pour évaluer la perpendicularité de la force au visage; la force axiale est égale à la grandeur de la force multipliée par le sinus de l'angle incident. Si la force entre à 90 degrés de la face, 100% de la force est une force axiale.

Choisissez un point spécifique pour l'analyse de la contrainte axiale. Calculer l'aire de la section transversale à ce point.

Calculer la contrainte axiale due à la force linéaire. Ceci est égal à la composante de la force linéaire perpendiculaire à la face divisée par la section transversale.

Calculer le moment total agissant sur la section transversale d'intérêt. Pour un faisceau statique, ce moment sera égal et opposé à la somme des moments agissant de part et d'autre de la section transversale. Il y a deux types de moments: les moments directs, appliqués par un support en porte-à-faux, et les moments créés par les forces verticales à propos de la section transversale. Le moment dû à une force verticale est égal à sa grandeur fois la distance du point d'intérêt. Utilisez la fonction cosinus pour calculer la composante verticale des forces linéaires appliquées aux extrémités de l'essieu.

Calculez la contrainte axiale due aux moments. Quand un moment agit sur un axe, il crée une tension dans la moitié supérieure ou inférieure et une compression dans l'autre. La contrainte est nulle le long de la ligne qui traverse le centre de l'essieu (appelé axe neutre), et augmente linéairement vers ses bords supérieur et inférieur. La formule de la contrainte due à la flexion est (M * y) /I, où M = moment, y = hauteur au-dessus ou au-dessous de l'axe neutre et I = moment d'inertie au centre de l'essieu. Vous pouvez considérer le moment d'inertie comme la capacité d'un faisceau à résister à la flexion. Ce nombre est le plus facile à obtenir à partir des tables de calculs antérieurs pour les formes en coupe courantes.

Ajoute les contraintes causées par les forces linéaires et les moments pour obtenir la contrainte axiale totale pour le point analysé.