Wat is een statische belasting?

Een statische belasting is een mechanische kracht die langzaam op een samenstel of object wordt uitgeoefend. Dit staat in contrast met een dynamische belasting, een kracht die snel wordt uitgeoefend. Tests van statische belasting zijn nuttig bij het bepalen van de maximaal toelaatbare belastingen op kunstwerken, zoals bruggen, en ze kunnen ook nuttig zijn bij het ontdekken van de mechanische eigenschappen van materialen.

Deze kracht wordt vaak toegepast op constructies waarvan de veiligheid van mensen afhangt, omdat ingenieurs de maximale kracht moeten kennen die een constructie kan dragen voordat deze instort. Elke kracht die gestaag wordt uitgeoefend zonder een object te verplaatsen, wordt als een statische belasting beschouwd en de kennis van hoeveel belasting een constructie aankan, is nuttig voor het instellen van veiligheidsmarges voor de constructie. Het beperken van de belasting tot de helft van het maximum van een constructie geeft een veiligheidsfactor van twee.

Een lift is een voorbeeld waar statische belasting optreedt. Als tien mensen in een lift staan ​​te wachten tot de deuren sluiten, oefenen ze een belasting uit die statisch is omdat de mensen en de lift niet ten opzichte van elkaar bewegen. De spanningen in de lift hebben de tijd om onder dergelijke omstandigheden een evenwicht te bereiken. Een lift moet worden getest om een ​​maximale gewichtslimiet vast te stellen met een aanvaardbare veiligheidsmarge.

Een dynamische belasting daarentegen ontstaat wanneer de belastingscondities met de tijd veranderen. Wanneer mensen zich in een lift verplaatsen, creëren ze een dynamische belasting en de spanningen op een punt op de lift kunnen aanzienlijk variëren.

Materialen zelf kunnen aan een test worden onderworpen om hun fundamentele eigenschappen te ontdekken. Alle materialen hebben een intrinsieke limiet voor hoeveel trek- of drukspanning ze kunnen verdragen voordat ze meegeven of permanent vervormen. Spanning is een maat voor de kracht per oppervlakte-eenheid in de dwarsdoorsnede van een materiaal, en wanneer de kracht per oppervlakte-eenheid te groot wordt, ontstaan ​​er microscopisch kleine breuken. Als de kracht blijft stijgen, kan het materiaal helemaal breken.

Een trekproef kan worden gebruikt om de treksterkte van een materiaal te bepalen. Objecten komen onder spanning te staan ​​wanneer uitwendige krachten langs dezelfde as worden uitgeoefend. Als krachten verticaal worden uitgeoefend, zullen objecten de neiging hebben om iets groter maar dunner te worden. Deze vervorming is tijdelijk en zal verdwijnen zodra de krachten zijn afgenomen. Wanneer spanningen echter de vloeigrens overschrijden, zal een materiaal zijn afmetingen permanent veranderen.

Een monster dat aan een trekproef wordt onderworpen, is doorgaans bestand tegen hogere spanningen dan de vloeigrens zonder te breken. Op een gegeven moment zal het monster echter in twee stukken breken omdat de microscopisch kleine scheurtjes die het gevolg zijn van het meegeven, zullen groeien. De spanning op het punt van volledige breuk wordt de ultieme treksterkte van een materiaal genoemd.