Kas ir bīdes slodze?

Normāli spriegumi rodas, kad materiāls tiek nospriegots vai saspiests. Šajā gadījumā abi pielietotie spēki ir pa vienu asi. Ja spēkus pieliek pa dažādām asīm, papildus parastajiem spriegumiem būs arī bīdes spriegumi. Materiāla kvadrātveida elements piedzīvos spēkus, kas mēdz to sašķiebt paralelogrammā. Vidējais bīdes spriegums materiālā ir vienāds ar bīdes slodzi, kas dalīta ar attiecīgo šķērsgriezuma laukumu.

Lai gan bīdes spriegums ir spēks uz laukuma vienību, bīdes slodze parasti attiecas tikai uz pašu spēku. Tāpēc atbilstošās vienības ir spēka vienības, visbiežāk ņūtoni vai mārciņas-spēks. Ja ierobežotam materiālam tiek piemērota bīdes slodze, reakcijas spēks ir atbildīgs par materiāla noturēšanu nekustīgā stāvoklī. Šis reakcijas spēks ir “otrais” pielietotais spēks; apvienojot ar reakcijas spēku, viens spēks var izraisīt bīdes spriegumus.

Bīdes slodze ir svarīga, aprēķinot spriegumus sijā. Eilera-Bernulli staru vienādojums saista bīdes slodzi ar lieces kustību visā starā. Liekšanas moments ir griezes moments, kas izraisa staru novirzi. Maksimālā pieļaujamā sijas slodze ir saistīta gan ar sijas materiālu, gan ģeometriju — biezākas sijas, kas izgatavotas no stiprākiem materiāliem, var izturēt lielākas bīdes slodzes.

Kad spēki izraisa iekšējo spriegumu pārāk augstu līmeni, materiāls padosies. Padevība neatgriezeniski maina materiāla atslābināto formu un izmēru, kā tas notiek, ja materiāls ir brīvs no ārējiem spēkiem. Saspraudes saspraudi var viegli nogādāt līdz tecēšanas punktam ar roku. Piekāpšanās ne tikai izkropļo materiāla ģeometriju, bet arī var padarīt materiālus jutīgākus pret lūzumiem. Šī riska pārvaldība ir ļoti svarīga būvinženieriem un mašīnbūves inženieriem.

Izlemt, kuri materiāli ir visizturīgākie vai kuriem ir visaugstākie ražības punkti, ir vieglāk izlemt, izmantojot eksperimentu, nevis teorētisku analīzi. Piemēram, ir zināms, ka tērauds var izturēt lielāku iekšējo spriegumu nekā alumīnijs. Paskaidrojums, kāpēc tas tā ir, ir vairāku konkurējošu teoriju priekšmets. Dažas no šīm teorijām uzsver, ka bīdes spriegums ir būtisks, lai izskaidrotu, kad materiāli iegūs.