Spanning

Mechanische spanning (engels: stress)(σ) is een aanduiding voor de hoeveelheid kracht per oppervlakte-eenheid. De spanning wordt meestal (volgens SI) aangeduid met de eenheid MPa (MegaPascal) welke gelijk is aan N/mm2 (Newtons / vierkante millimeter).

\[ \sigma = \frac {F}{A_0} \]

Misschien wel het belangrijkst om in de gaten te houden bij een goed berekend ontwerp is de verdeling van spanning. Idealiter wordt elke vezel van het toegepaste materiaal in gelijke mate belast ter voorkoming van excessief materiaal gebruik. Het terugbrengen van de hoeveelheid materiaal in een ontwerp is een nobel streven, het brengt echter ook risico met zich mee als hier niet goed aan gerekend wordt.

Spanning kan voortkomen uit druk- of trekkrachten wat resulteert in gelijksoortige spanningen. Bij eenvoudige krachten, zoals axiale trekkrachten op een massieve staaf, kan de spanning eenvoudig berekend worden door de kracht te delen door het oppervlak van de doorsnede. Als er echter doorbuiging in het spel is, dan kan de spanning berekend worden met behulp van het weerstandsmoment.

\[ \sigma_{max} = \frac{M_b}{W_b} \]

Op deze pagina komen (uiteindelijk) meerdere tools te staan om spanning en rek te berekenen. Hierbij kan het gaan om spanning als gevolg van buiging wat veelal de minst effectieve toepassing van materiaal is. Er is bij buiging immers een groot gedeelte wat niet bijdraagt. Maar er wordt ook aandacht besteed aan afschuiving en homogene rek zoals hierboven benoemt.