De binnenkant van de buiging noemen we de interne (of binnen)radius. De buitenkant van de buiging noemen we de buitenradius. In het midden van de plaat loopt een denkbeeldige middenlijn, ook wel de neutrale lijn genoemd.
De neutrale lijn is dat vlak, dat onder de buiging van de plaat geen rek ondergaat. Bij vlakke of licht gebogen plaat ligt de neutrale lijn precies op de helft van de plaatdikte. Ter plaatse van de buiging trekt de neutrale lijn weg van het midden naar het middelpunt van de buiging.
Vanuit de statica bestaat een moment (d.w.z. pure buiging) uit gelijke en tegengestelde krachten. Daarom moet de totale hoeveelheid kracht over de dwarsdoorsnede 0 zijn. Daarom moet het eerste moment van de dwarsdoorsnede om zijn neutrale as nul zijn. Daarom ligt de neutrale as op het zwaartepunt van de dwarsdoorsnede .
De neutrale as is belangrijk in de bouwkunde om de spanningsverdeling binnen een balk of structureel element onder buigbelastingen te begrijpen . Het helpt bepalen hoe materialen zich zullen gedragen onder belasting en is cruciaal voor veilig en efficiënt ontwerp.
De neutrale lijn van een doorsnede van een balk is die lijn die, wanneer die balk op een buigend moment wordt belast, niet onder buigspanning staat. Ter hoogte van deze lijn zijn trek- noch drukkrachten aanwezig.
Neutrale lijn:
De binnenradius (Ri) is de radius die na het buigproces aan de binnenzijde van het buiging gemeten wordt. Op de plaats van de buiging neemt de materiaalsterkte af. De minimale buigradius is belangrijk omdat – wanneer deze waarde word overschreden – het materiaal kan scheuren of breken.
Buigspanning in een balk is een interne spanning die ontstaat wanneer er een externe belasting of moment op de balk wordt uitgeoefend, waardoor deze gaat buigen. De buigspanningen komen voort uit de binnenkant van de balk die vecht tegen externe belasting.
De zwaartepuntsas is een lijn die door een punt loopt waar het gehele gewicht geconcentreerd is. De neutrale as is een lijn waar de totale kracht in een lichaam waarop krachten werken als nul wordt beschouwd.
De spanning, s, in het element op een afstand, y, van de neutrale as is evenredig met de afstand tot de as en wordt gegeven door: s = EC y , waarbij E de elasticiteitsmodulus is en C de kromming, (1/ r), van de balk onder invloed van de krachten.
De straal is de helft van de diameter, dus de afstand tussen het middelpunt en de buitenkant van de cirkel. Stel, de diameter (de middellijn) is 10 cm, dan is de straal dus 5 cm.
De laag vezels ertussen die noch onder spanning noch onder druk staat, wordt het neutrale oppervlak genoemd. Buigspanning op de neutrale as is nul. Daarom zal er geen rek op de neutrale as zijn . Op de neutrale as is de schuifspanning ongelijk aan nul, meestal maximaal langs de neutrale as.
De neutrale as is normaal gesproken gepositioneerd op het geometrische zwaartepunt voor een regelmatige of homogene (symmetrische, isotrope en niet-gebogen) balk. De neutrale as zal zich op een plaats bevinden waar de spanning nul is als de balk buigt.
In plat plaatmetaal bevindt de neutrale as zich gelijkmatig op de helft van de dikte van het plaatmetaal , maar deze zal bewegen tijdens het buigen. De positieverandering van de neutrale as wordt bepaald door verschillende factoren, zoals de materiaaleigenschappen, dikte, buighoek, interne straal en buigmethode van de plaat.
De neutrale draad voert de elektriciteit terug naar de stroombron . Het voltooit het circuit door de stroom naar een grond of busbar te leiden, die zich normaal gesproken op het elektrische paneel bevindt.
Blauw: nuldraad
Voor de afvoer van stroom gebruikt u een blauwe stroomdraad of nuldraad (symbool: N). Hier staat doorgaans geen spanning op. Er wordt dan ook naar verwezen als de mindraad, die samen met de plusdraad of fasedraad de stroomkring vervolledigt. Beide draden hebben dezelfde dikte.
Stel, u wilt een RVS plaat buigen die 3 mm dik is. De constante voor RVS dat 3 mm dik is, is ongeveer 1,25. U berekent de minimale buigradius simpelweg door de constante (1,25) te vermenigvuldigen met de dikte (3mm). De som 1,25 x 3 = 3,75.
Het wordt vaak gerapporteerd met behulp van y = c , waarbij c de afstand is van de neutrale as tot de meest extreme vezel. Het wordt ook vaak gebruikt om het vloeimoment (M y ) te bepalen, zodat M y = S × σ y , waarbij σ y de vloeisterkte van het materiaal is.
De neutrale as kan worden gevonden met behulp van het evenwicht van de interne krachten: Σ C − Σ T = 0 waarbij en respectievelijk de som zijn van de druk- en trekkrachten .
Door de inverse tan van de hoek 'a' te nemen , kan de hoek van de neutrale as ten opzichte van de x-as worden gevonden, gegeven door vergelijking 3.12. Voorbeeld 1: De getoonde balk wordt onderworpen aan een buigmoment van 150 Nm rond de x-as. Bereken de maximale directe spanning als gevolg van buiging en geef aan waar deze inwerkt.
Antwoord: De neutrale as loopt altijd door het zwaartepunt en kan in elke richting lopen. Bij het berekenen van dwarsspanningen duidt de neutrale as een denkbeeldige lijn van het lichaam aan, of van de dwarsdoorsnede van het lichaam, waar de druk- en trekkrachten elkaar ontmoeten.
Hang het voorwerp op aan een willekeurig punt. Het zwaartepunt ligt dan ergens op de verticale lijn door het ophangpunt. Hang het voorwerp op aan een willekeurig ander punt van het voorwerp en trek dezelfde conclusie. Het snijpunt van de twee lijnen is het zwaartepunt.
Wanneer de balk echter inelastisch gedrag begint te vertonen , zal de neutrale as omhoog of omlaag bewegen, afhankelijk van of het materiaal een hogere trek- of drukcapaciteit heeft. Bovendien beïnvloeden knopen de sterktecapaciteiten van de balk nog meer, afhankelijk van hun locatie.
Wat is de buigingsvergelijking? De axiale vervorming van de balk als gevolg van externe belasting die loodrecht op een longitudinale as wordt toegepast, wordt de buigingstheorie genoemd. De buigingsvergelijking luidt als volgt: σ/y = E/R = M/T .
Voor buiging is de nominale buigspanning σb = Mb / Wb, hierin is Wb het weerstandsmoment tegen doorbuiging van de normaaldoorsnede dat weerstand biedt aan het inwendig buigend moment Mb. Het weerstandsmoment tegen doorbuiging (Wb) is een wiskundige grootheid, die afhangt van de vorm van de doorsnede van een lichaam.
Er zijn vijf vormen van spanning: drukspanning, trekspanning, moment, schuifspanning en torsie.