Pinge (mehaanika): erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu

Reasisene

Redaktsioon: 16. november 2020, kell 11:40

See artikkel räägib mehaanika mõistest; sõna teiste tähenduste kohta vaata lehekülge Pinge

Pinge ehk mehaaniline pinge on pideva keskkonna mehaanikas füüsikaline suurus, mis iseloomustab tahkise mõttelisel tasapinnal – lõikepinnal – mõjuva sisejõu intensiivsust.^[1] Sisejõu tekkimise põhjuseks on mingi välismõju (mingil viisil mõjuv jõud, temperatuuri muutus). Pinge on kõige üldisem sisejõudu kirjeldav mõiste ja selle kasutusele võtmine tekitas murrangu tugevusõpetuse arengus.

Mehaanilise jõu mõõtühik on paskal (Pa). Tavapärastes rakendustes on tihti huvipakkuvad pinged paskalist mitu suurusjärku suuremad ja seetõttu kasutatakse paskali asemel mega- ja gigapaskalit (MPa ja GPa)

Liigitus

Mõjuva jõu suuna järgi eristatakse kaht liiki pinget:

normaalpinge, tähis $\sigma$ (sigma), mõjub keha (nt ehitise- või masinaelemendi) lõikepinnale selle normaali sihis (risti pinnaga);
tangentsiaalpinge ehk nihkepinge, tähis $\tau$ (tau), mõjub piki lõikepinda (täpsemalt piki puutepinda ehk keha vaadeldavat punkti läbivat tasandit).

Kui lõikepinnale mõjuv normaaljõud püüab pinda kehast eemaldada, on tegemist tõmbepingega, kui normaalpinge surub pinda keha poole, siis survepigega.

Ehitustarindites (talades, plaatides, koorikutes) liigitatakse pingeid ka nendega seostuva sisejõu järgi:

pikkepinge (surve- või tõmbepinge) ja paindepinge, mis on normaalpinged;
väändepinge ja lõikepinge, mis on tangentsiaalpinged.

Tarindiosades tahtlikult tekitatud mehaaniline pinge on eelpinge.

Pingevektor

Keha mingis punktis valitseva pinge olemuse selgitamiseks lõigatakse keha seda punkti läbiva tasandiga mõtteliselt läbi ja eraldatakse üks pool. Eraldatud poole mõju teisele poolele asendavad sisejõud. Kui keha mingi pinna $A$ lõikepinnaelemendile ${\text{d}}A$ mõjub sisejõud ${\text{d}}{\vec {F}}$ , siis näiteks normaalpinge vektor ${\vec {\sigma }}={\text{d}}{\vec {F}}/{\text{d}}A.$

Pingevektor annab keha vaadeldavas punktis seda punkti läbivate erinevatele lõiketasanditele ka erinevad projektsioonid. Järelikult on pinge alati seotud nii keha punkti kui ka seda punkti läbiva pinnaelemendi orientatsiooniga. Niisiis, igal läbi mingi punkti asetatud lõikepinnal tekivad nii suuruselt kui ka suunalt erinevad pinged. Et selliseid pindu võime läbi ühe punkti panna lõpmatu hulga, siis ei saa rääkida üksnes pingest keha mingis punktis, vaid mõjuvate pingete hulgast (pingeseisundist) ehk pingusest selles punktis.

Vaata ka

Pingus

Viited

↑ Aksel Jürgenson (1985). Tugevusõpetus. Tallinn: Valgus. Lk 13.

[1] Aksel Jürgenson (1985). Tugevusõpetus. Tallinn: Valgus. Lk 13.

[1]

@@ 1. rida: / 1. rida: @@
-{{viita}}
 {{See artikkel| räägib mehaanika mõistest; sõna teiste tähenduste kohta vaata lehekülge [[Pinge]]}}
-[[Fail:Axial stress noavg.svg|pisi|274x274px|Normaalpinge]]
-'''Pinge''' ehk '''mehaanilise pinge''' on [[Pideva keskkonna mehaanika|pideva keskkonna mehaanikas]] [[füüsikaline suurus]], mis iseloomustab [[Tahkis|tahkise]] mõttelisel [[Pind|pinnal]] mõjuva [[sisejõud|sisejõu]] intensiivsust<ref>{{Raamatuviide|autor=[[Aksel Jürgenson]]|pealkiri=Tugevusõpetus|aasta=1985|koht=Tallinn|kirjastus=Valgus|lehekülg=13}}</ref>. Erinealt [[Rõhk|rõhust]] [[Vedelik|vedelikus]], võib pinge suund kalduda kõrvale vaadeldava pinna [[Normaal|normaalist]] tänu tahke keha kujususele ja väljendada peale survejõu ka tõmbe- ja nihkejõu intensiivsust. Pinge on kõige üldisem ja ka kõige tähtsam sisejõudu kirjeldav ja pinge mõiste kasutuselevõtmine tekitas murrangu tugevusõpetuse arengus.
+'''Pinge''' ehk '''mehaaniline pinge''' on [[Pideva keskkonna mehaanika|pideva keskkonna mehaanikas]] [[füüsikaline suurus]], mis iseloomustab [[tahkis]]e mõttelisel [[tasapind |tasapinnal]] – lõikepinnal – mõjuva [[sisejõud|sisejõu]] [[intensiivsus]]t.<ref>{{Raamatuviide|autor=[[Aksel Jürgenson]]|pealkiri=Tugevusõpetus|aasta=1985|koht=Tallinn|kirjastus=Valgus|lehekülg=13}}</ref> Sisejõu tekkimise põhjuseks on mingi välismõju (mingil viisil mõjuv [[jõud]], [[temperatuur]]i muutus). Pinge on kõige üldisem sisejõudu kirjeldav mõiste ja selle kasutusele võtmine tekitas murrangu [[tugevusõpetus]]e arengus.
-Näiteks pikijõust tulenevat normaalpinget saab leida valemiga:
+Mehaanilise jõu [[mõõtühik]] on [[paskal]] (Pa). Tavapärastes rakendustes on tihti huvipakkuvad pinged paskalist mitu suurusjärku suuremad ja seetõttu kasutatakse paskali asemel [[Mega-|mega]]- ja [[Giga-|giga]]<nowiki/>paskalit (MPa ja GPa)
-:<math>\sigma=\frac{N}{A},</math>
+== Liigitus ==
-kus ''N'' on pikijõu suurus vaadeldaval pinnal ja ''A'' antud pinna [[pindala]].
+Mõjuva jõu suuna järgi eristatakse kaht liiki pinget:
+* '''normaalpinge''', tähis <math>\sigma</math> (sigma), mõjub [[keha]] (nt ehitise- või [[masinaelement |masinaelemendi]]) lõikepinnale selle [[normaal]]i sihis (risti pinnaga);
+*  '''tangentsiaalpinge''' ehk '''nihkepinge''', tähis <math>\tau</math> (tau), mõjub piki lõikepinda (täpsemalt piki puutepinda ehk keha vaadeldavat punkti läbivat tasandit).
+Kui lõikepinnale mõjuv normaaljõud püüab pinda kehast eemaldada, on tegemist '''tõmbepingega''', kui normaalpinge surub pinda keha poole, siis '''survepigega'''.
-== Ühik ja dimensioon ==
-Pinge on defineeritud jõu ja pindala jagatisena. Seetõttu jagab pinge [[Rõhk|rõhuga]] sama [[mõõtühik|mõõtühikut]], mis [[SI|SI-süsteemis]] nimetatakse [[paskal]] ja defineeritakse vastavalt <math>\mathrm{Pa} \overset{def}{=} \mathrm{N} /\mathrm{m}^2</math>. Tavapärastes rakendustes on tihti huvipakkuvad pinged paskalist mitu suurusjärku suuremad ja seetõttu kasutatakse paskali asemel [[Mega-|mega]]- ja [[Giga-|giga]]<nowiki/>paskaleid (MPa ja GPa). [[SI-süsteemi põhiühikud|SI-süsteemi põhiühikutes]] avaldub paskal vastavalt Pa = [[Kilogramm|kg]]⋅[[Meeter|m]]<sup>−1</sup>⋅[[Sekund|s]]<sup>−2</sup> ja tema [[Dimensioon|dimensiooniks]] on '''M''' '''L'''<sup>−1</sup> '''T'''<sup>−2</sup>.
+[[Ehitustarind]]ites ([[tala]]des, [[plaat]]ides, [[koorik]]utes) liigitatakse pingeid ka nendega seostuva sisejõu järgi:
+*'''[[pikkepinge]]''' (surve- või tõmbepinge) ja '''[[paindepinge]]''', mis  on normaalpinged;
+* '''[[väändepinge]]''' ja '''[[lõikepinge]]''', mis on tangentsiaalpinged.
+Tarindiosades tahtlikult tekitatud mehaaniline pinge on '''[[eelpingestus |eelpinge]]'''.
+[[Pilt:Axial stress noavg.svg|pisi|225px|Normaalpinge]]
 == Pingevektor ==
+Keha mingis punktis valitseva pinge olemuse selgitamiseks lõigatakse [[keha]] seda punkti läbiva tasandiga mõtteliselt läbi ja  eraldatakse üks pool. Eraldatud poole mõju teisele poolele asendavad [[sisejõud]]. Kui keha mingi pinna <math>A</math> lõikepinnaelemendile <math> \text{d}A</math> mõjub sisejõud <math> \text{d}\vec F</math>, siis näiteks normaalpinge vektor <math>\vec \sigma = \text{d} \vec F /  \text{d} A.</math>
 Pingevektor annab keha vaadeldavas punktis seda punkti läbivate erinevatele lõiketasanditele ka erinevad projektsioonid. Järelikult on pinge alati seotud nii keha punkti kui ka seda punkti läbiva pinnaelemendi orientatsiooniga. Niisiis, igal läbi mingi punkti asetatud lõikepinnal tekivad nii suuruselt kui ka suunalt erinevad pinged. Et selliseid pindu võime läbi ühe punkti panna lõpmatu hulga, siis ei saa rääkida üksnes pingest keha mingis punktis, vaid mõjuvate pingete hulgast (pingeseisundist) ehk [[pingus]]est selles punktis.
 ==Vaata ka==
-*[[pingus]]
+*[[Pingus]]
 == Viited ==
 {{Viited}}
 [[Kategooria:Pideva keskkonna mehaanika]]
 [[Kategooria:Tugevusõpetus]]