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Ingenieure messen oder berechnen den Druck häufig mithilfe des metrischen Systems. Die Druckeinheit in diesem System ist Pascal oder ein Newton Kraft pro Quadratmeter Fläche. Durch die Umrechnung des Drucks in Kilopascal (kPa), der 1.000 Pa entspricht, werden umfangreiche Kraftwerte senkrecht zu einer Oberfläche abgekürzt. Der kPa ist auch die Einheit der normalen oder axialen, normalen oder Schubspannungen und Tangentialspannungen. Die Berechnung des Drucks hängt nur von der Bestimmung des richtigen Kraftvektors und der richtigen Querfläche ab.
Schritt 1
Schreiben Sie alle für Ihr Problem verfügbaren Informationen auf Papier. Für ein dreidimensionales Problem ist es erforderlich, mindestens einen Kraftvektor und eine Definition für das zu analysierende Objekt zu kennen. Zeichnen Sie nach Möglichkeit einen Überblick über das Problem. Nehmen Sie beispielsweise ein zylindrisches Objekt mit einem Radius von 0,5 m an. In der Mitte der Oberseite wirkt in einem Winkel von 30º zur Senkrechten eine Kraft von 20 Kilonewton (kN). Die Quelle ist die Oberseite, die flach und senkrecht zur Mitte des Zylinders ist.
Schritt 2
Wandeln Sie den Kraftvektor in seine axialen und tangentialen Komponenten um. Die Umrechnungen für dieses Beispiel sind: Axial = F (a) = F.cos α = 20cos (30) = 17,3 kN Tangential = F (t) = F.sen α = 20sen (30) = 10 kN
Schritt 3
Berechnen Sie die Fläche über die axiale Komponente. Im Beispiel: A = (pi)r² = (pi)0,5² = 0,785 m²
Schritt 4
Teilen Sie die Axialkraft durch den Querbereich. P = F (a) / A = 17,3 N / 0,785 m² = 22,04 kPa