20.13 : Mimośrodowe obciążenie osiowe w płaszczyźnie symetrii

Mimośrodowe obciążenie osiowe występuje, gdy obciążenie osiowe jest przykładane od osi ciężkości elementu konstrukcyjnego. Ten scenariusz jest powszechny w inżynierii, gdzie elementy konstrukcyjne mogą nie być bezpośrednio dopasowane ze względu na różne wymagania projektowe lub funkcjonalne.

W takich przypadkach siły wewnętrzne w przekroju elementu można analizować, biorąc pod uwagę zarówno siłę osiową w środku ciężkości, jak i moment zginający spowodowany przemieszczeniem obciążenia. To przemieszczenie generuje moment, tworząc parę, którą należy zrównoważyć, aby utrzymać równowagę. Wynikowe naprężenie w przekroju poprzecznym jest kombinacją równomiernego naprężenia spowodowanego bezpośrednim obciążeniem osiowym i zmiennym naprężeniem wynikającym z momentu zginającego.

Rozkład naprężeń w przekroju poprzecznym jest liniowy, co skutkuje różnymi naprężeniami po obu stronach środka ciężkości — jedna strona ulega ściskaniu, a przeciwna rozciąganiu. W analizie tej założono, że materiał pozostaje w granicach sprężystości i że odkształcenia nie wpływają znacząco na przemieszczenie obciążenia. Ma zastosowanie przede wszystkim do prostych, nieskręconych segmentów elementu. Takie rozważania mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia integralności strukturalnej i stabilności projektów inżynierskich, zwłaszcza gdy komponenty mogą podlegać nietypowym konfiguracjom obciążenia.