W sworzniu obciążonym siłą poprzeczną kluczowe jest sprawdzenie naprężenia ścinającego. Dla ścinania przyjmuje się zależność:
τ = F / A
gdzie: F to siła ścinająca, a A to pole przekroju poprzecznego pracującego na ścinanie.
Podstawiamy dane:
- F = 30 kN = 30 000 N
- A = 300 mm²
Obliczenie:
τ = 30 000 N / 300 mm² = 100 N/mm²
Warto zapamiętać przelicznik: 1 N/mm² = 1 MPa, więc τ = 100 MPa.
Dobór materiału wykonuje się przez porównanie obliczonego naprężenia z wartością dopuszczalną podaną w odpowiedziach jako kt. Warunek bezpieczeństwa w tym typie zadania ma postać:
kt ≥ τ
Skoro wymagane jest co najmniej 100 MPa, to stal o kt = 115 MPa spełnia warunek z zapasem. Stale o kt = 85 MPa, 90 MPa i 60 MPa nie spełniają kryterium, ponieważ ich dopuszczalne naprężenie na ścinanie jest mniejsze od obliczonego τ.
Typowe błędy na egzaminie to: pominięcie zamiany kN na N, mylenie MPa z Pa albo błędne przeliczenie pola (np. przejście na m² bez kontroli jednostek). Najszybsza kontrola wyniku: 30 kN / 300 mm² to "30/300" kN/mm² = 0,1 kN/mm², a 0,1 kN/mm² = 100 N/mm² = 100 MPa.
