중성면

Neutral plane
부하에 따라 구부러지는(새깅) 균등하게 로드된 빔.중성 평면이 점선으로 표시됩니다.

역학에서 중성 평면 또는 중성 표면은 빔 또는 캔틸레버 내의 개념 평면입니다.굴곡력에 의해 부하되면 빔이 굴곡되어 내부 표면이 압축되고 외부 표면이 장력이 됩니다.중립 평면은 이러한 구역 사이의 빔 내 표면이며 빔의 재료에 압축 또는 [1]장력 중 어느 쪽도 응력이 가해지지 않습니다.

중성 평면에 세로 응력력이 없기 때문에 빔이 구부러질 때 중성 평면의 길이는 일정하게 유지됩니다.빔의 축에 평행한 중성 평면 내의 모든 선을 빔의 편향 곡선이라고 합니다.

모든 빔이 중립 평면을 가져야 한다는 것을 보여주기 위해 빔의 재료는 그 길이에 평행한 좁은 섬유로 분할되는 것을 상상할 수 있습니다.빔이 구부러질 때, 임의의 단면에서 오목한 쪽 근처의 섬유 영역은 압축되고 볼록한 쪽 근처의 영역은 장력을 받게 됩니다.재료의 응력은 단면에 걸쳐 연속적이어야 하므로 섬유에 응력이 없는 압축 영역과 장력 영역 사이에 경계가 있어야 합니다.이것은 중립 [1]비행기입니다.

구조 설계

중성면의 위치는 모노코크 구조 및 압력 용기에서 중요한 요소가 될 수 있습니다.구조물이 강한 늑골에 의해 지지되는 막인 경우, 중성 표면을 따라 피부를 배치하면 압축 또는 장력을 피할 수 있습니다.피부가 이미 외부 압력을 받고 있는 경우에는 피부가 받는 총 힘이 감소합니다.

잠수함 설계에서 이것은 비록 미묘하지만 중요한 문제였다.제2차 세계대전 당시 미 함대 잠수함은 선체 단면이 원형으로 형성되지 않아 노들 원이 중립면에서 분리돼 스트레스가 가중됐다.원래 설계는 내부적으로 프레임화되었습니다. 늑골 스켈링에 적합한 치수를 만들기 위해 시행착오를 거친 설계를 개선해야 했습니다.디자이너 Andrew I. 포츠머스 해군 조선소의 맥키는 개선된 디자인을 개발했다.프레임의 일부를 선체 내부와 외부에 배치함으로써 중성축을 다시 노드 원과 일치하도록 재배치할 수 있었다.이로 인해 프레임에 굽힘 모멘트가 발생하지 않아 보다 가볍고 효율적인 [2]구조가 가능했습니다.

도량형

1855년의 영국 청동 야드.야드는 바의 양 끝에 있는 구멍의 바닥 표면에 스크라이브된 두 선 사이의 거리로 정의됩니다.[3]

하중 하중을 받는 동안 일정한 길이를 유지하는 특성이 길이 도량형에서 사용되었습니다.길이 측정을 위한 물리적 표준으로 금속 막대가 개발되었을 때, 중립 평면을 따라 측정된 길이에 대한 표시로 교정되었다.이것은 막대기가 그 자체의 무게에 의해 처졌기 때문에 길이의 미세한 변화를 피했다.

이 기술을 사용한 최초의 길이 표준은 직사각형 섹션 솔리드 바였습니다.중립면 깊이까지 양 끝에 블라인드 홀을 뚫어 이 깊이에서 교정 마크를 만들었다.두 표시 사이를 직접 측정하는 것은 불가능했고, 우물 아래로 내려가는 오프셋 트램멜로만 측정되었기 때문에 이것은 불편했습니다.

트레스카 섹션의 백금-이리듐 표준 미터 바.막대의 중성면은 양쪽(이 사진에서는 하단 표면)을 연결하는 중앙 웹의 한 표면과 일치하도록 설계되었으며, 미터기는 이 표면의 막대의 끝 부근에 스크라이브된 두 개의 가는 선으로 정의됩니다.

1889년부터 1960년까지 미터기의 정의 역할을 했던 백금-이리듐 합금 막대인 1870년의 국제 시제품 미터에는 보다 편리한 접근법이 사용되었습니다.이것은 트레스카 섹션이라고 불리는 H자 모양의 단면으로 만들어졌습니다.H의 중심 크로스바의 한 표면은 중성면과 일치하도록 설계되었으며, 미터기를 정의하는 교정 마크가 이 [4]표면에 스크라이브되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Wylie, C. Ray (1975). Advanced Engineering Mathematics, 4th Ed. New York: McGraw-Hill. pp. 67. ISBN 0070721807.
  2. ^ Alden, John D., Commander (USN Ret) (1979). The Fleet Submarine in the U.S. Navy: A Design and Construction History. London: Arms and Armour Press. pp. 215, 217. ISBN 0-85368-203-8.
  3. ^ "Bronze Yard Nº 11". museum.nist.gov. National Institute of Standards & Technology. Archived from the original on 2012-02-04. Retrieved 2013-03-27.
  4. ^ L.W. Nickols (1966). "The Measurement of Length". Engineering Heritage. Vol. II. London: Heinemann. p. 2.