Kas yra šlyties apkrova?

Šlyties apkrova yra jėga, kuri sukelia šlyties įtempį, kai ji taikoma konstrukciniam elementui. Šlyties įtempis, kuris yra ploto vienetui tenkanti jėga, atsiranda plokštumoje, statmenoje normaliam įtempiui; jis sukuriamas, kai dvi to paties objekto plokštumos bando slysti viena pro kitą. Inžinieriai turi apskaičiuoti konstrukcijų šlyties apkrovą, kad įsitikintų, jog jos nepatirs mechaninių gedimų. Dėl per didelės apkrovos medžiagos gali iškristi arba visam laikui deformuotis.

Įprasti įtempimai atsiranda, kai medžiaga yra įtempiama arba suspaudžiama. Šiuo atveju abi veikiančios jėgos yra išilgai tos pačios ašies. Jei jėgos veikia išilgai skirtingų ašių, be bet kokių įprastų įtempių bus ir šlyties įtempių. Kvadratinis medžiagos elementas patirs jėgas, linkusias ją iškreipti į lygiagretainį. Vidutinis medžiagos šlyties įtempis yra lygus šlyties apkrovai, padalytai iš atitinkamo skerspjūvio ploto.

Nors šlyties įtempis yra jėga, tenkanti ploto vienetui, šlyties apkrova paprastai reiškia tik pačią jėgą. Todėl tinkami vienetai yra jėgos vienetai, dažniausiai niutonai arba svarai-jėga. Kai suvaržyta medžiaga veikia šlyties apkrovą, reakcijos jėga yra atsakinga už medžiagos nejudėjimą. Ši reakcijos jėga yra „antroji“ taikoma jėga; kai ji derinama su reakcijos jėga, viena jėga gali sukelti šlyties įtempius.

Šlyties apkrova yra svarbi apskaičiuojant įtempius sijos viduje. Eulerio-Bernoulli sijos lygtis susieja šlyties apkrovą su lenkimo judėjimu visoje sijoje. Lenkimo momentas yra sukimo momentas, sukeliantis sijos nukreipimą. Didžiausia leistina sijos apkrova yra susijusi ir su sijos medžiaga, ir su geometrija – storesnės sijos, pagamintos iš tvirtesnių medžiagų, gali atlaikyti didesnes šlyties apkrovas.

Kai dėl jėgų vidinis įtempis tampa per didelis, medžiaga pasiduoda. Atlaidumas visam laikui pakeičia atsipalaidavusią medžiagos formą ir dydį, kaip tai atsitinka, kai medžiaga yra laisva nuo išorinių jėgų. Sąvaržėlę galima nesunkiai nunešti ranka iki takumo taško. Derlingumas ne tik iškraipo medžiagos geometriją, bet ir gali padaryti medžiagas jautresnes lūžimui. Šios rizikos valdymas yra labai svarbus statybos ir mechanikos inžinieriams.

Nuspręsti, kurios medžiagos yra stipriausios arba turi didžiausią tekėjimo tašką, lengviau atlikti eksperimentuojant nei atliekant teorinę analizę. Pavyzdžiui, gerai žinoma, kad plienas gali toleruoti daugiau vidinių įtempių nei aliuminis. Paaiškinimas, kodėl taip yra, yra kelių konkuruojančių teorijų objektas. Kai kurios iš šių teorijų pabrėžia šlyties įtempį kaip esminį paaiškinimą, kada medžiagos pasieks.