Mis on nihketasand?

Nihketasand on tasapind, millel tekib nihkepinge. Nagu tavaline pinge, on nihkepinge jõu mõõt pindalaühiku kohta. Konstruktsiooni mis tahes punktis on palju võimalikke tasapindu, mida saab pinge mõõtmiseks määratleda. Sellest tulenevalt on nihketasand, kumb tasapind hõlmab kõnealust ala. Nihketasand on kasulik inseneridele, kes analüüsivad konstruktsioonide sisepingeid.

Stressil on samad ühikud nagu rõhul: jõud pindala kohta. Tavaline pinge tekib siis, kui komponent on pinges või kokkusurutud. Kui metallvarda venitatakse vertikaalselt, kipub sisemine pinge edasisele deformatsioonile vastu pidama. See pinge ilmneb varda horisontaalsetes ristlõigetes. Pinge peetakse normaalseks, kuna see on suunatud horisontaalsete pingetasandite suhtes täisnurga all või normaalselt.

Nihkepinge sarnaneb tavalise pingega, kuna sellel on samad ühikud. Pinge suund on aga paralleelne selle pingetasandiga. Selline pinge võib tekkida, kui samale metallvardale rakendatakse teistsuguseid jõude; nimelt kui keegi hoidis lati põhja paigal, kui üritas lati ülaosa paremale nihutada. Tekkivat sisemist pinget nimetatakse nihkepingeks, kuna varda osad üritavad üksteisest mööda libiseda või nihkuda.

Nendes koormustingimustes oleksid varda keskel asuva horisontaaltasandi pinged horisontaalselt suunatud nihkepinged. Riba alumine osa üritaks liikuda vasakule; see mõjutaks vasakpoolseid jõude horisontaalsel nihketasandil. Riba ülaosa üritaks liikuda paremale; see mõjutaks paremale suunatud jõudu samal nihketasandil.

Nihketasandi analüüsimine on oluline konstruktsiooni mehaanilise rikke vältimiseks. Igal materjalil on piir, kui palju pinget see talub. See piir on pigem materjali enda omadus kui objekti kuju. Näiteks võiks teha kaks kummipaela erinevas suuruses, kuid samast materjalist. Suurem talub enne purunemist suuremat jõudu, kuid ainult seetõttu, et sellel on jõu jaotamiseks suurem ristlõikepindala; sisemine pinge on mõlema suuruse rikke korral sama.

Samuti võivad komponendid puruneda liiga suure nihkepinge tõttu. Kui mõni komponent puruneb nihkepinge tõttu, libisevad selle osad sõna otseses mõttes üksteisest mööda. Näiteks vanad metallpoldid tavaliselt sel viisil ebaõnnestuvad. Nihkepinge piir, nagu ka tavalise pinge korral, on materiaalne omadus.