محور خنثی در تیرهای کامپوزیتی

محور خنثی در تیرهای کامپوزیتی:

محل قرارگیری محور خنثی (محور z) با تعیین شرایطی به دست می آید که در آن، برآیند نیروی محوری موجود بر روی مقطع عرضی برابر با صفر باشد.

به این ترتیب داریم:

محدوده انتگرال اول بر روی سطح مقطع ماده 1 و محدوده انتگرال دو بر روی سطح مقطع ماده 2 قرار دارد. با جایگذاری روابط σx1 و σx2 در معادله بالا خواهیم داشت:

به دلیل ثابت بودن مقدار انحنا بر روی تمام مقاطع عرضی، می توانیم پارامتر k را از معادله بالا حذف کنیم. در این صورت، فرم ساده شده معادله تعیین موقعیت محور خنثی به شکل زیر تبدیل می شود:

انتگرال های معادله بالا، گشتاورهای اول سطح 1 و 2 نسبت به محور خنثی را نمایش می دهند.

معادله بالا، حالت کلی معادله معرفی شده برای یک تیر متشکل از یک ماده است (در مثال انتهای مقاله، به تشریح جزئیات فرآیند تعیین محل قرارگیری محور خنثی خواهیم پرداخت).

اگر سطح مقطع تیر مانند شکل زیر دارای تقارن مضاعف باشد، محور خنثی در میانه سطح مقطع قرار خواهد داشت.

در این حالت، به محاسبه محل قرارگیری این محور با استفاده از معادله معرفی شده نیازی نیست.