Mehaanika Pinge: Füüsiline suurus, mis väljendab sisejõu intensiivsust tahkise lõikepinnal

See artikkel räägib mehaanika mõistest; sõna teiste tähenduste kohta vaata lehekülge Pinge

Sisejõu tekkimise põhjuseks on mingi välismõju (mingil viisil mõjuv jõud, temperatuuri muutus). Pinge on kõige üldisem sisejõudu kirjeldav mõiste ja selle kasutusele võtmine tekitas murrangu tugevusõpetuse arengus.

Mehaanilise pinge mõõtühik on paskal (Pa). Tavapärastes rakendustes on tihti huvipakkuvad pinged paskalist mitu suurusjärku suuremad ja seetõttu kasutatakse paskali asemel mega- ja gigapaskalit (MPa ja GPa)

Mõjuva jõu suuna järgi eristatakse kaht liiki pinget:

• normaalpinge, tähis ${\displaystyle \sigma }$  (sigma), mõjub keha (nt ehitise- või masinaelemendi) lõikepinnale selle normaali sihis (risti pinnaga);
• tangentsiaalpinge ehk nihkepinge, tähis ${\displaystyle \tau }$  (tau), mõjub piki lõikepinda (täpsemalt piki puutepinda ehk keha vaadeldavat punkti läbivat tasandit).

Kui lõikepinnale mõjuv normaaljõud püüab pinda kehast eemaldada, on tegemist tõmbepingega, kui normaalpinge surub pinda keha poole, siis survepingega.

Ehitustarindites (talades, plaatides, koorikutes) liigitatakse pingeid ka nendega seostuva sisejõu järgi:

• pikkepinge (surve- või tõmbepinge) ja paindepinge, mis on normaalpinged;
• väändepinge ja lõikepinge, mis on tangentsiaalpinged.

Tarindiosades tahtlikult tekitatud mehaaniline pinge on eelpinge.

 

Keha mingis punktis valitseva pinge olemuse selgitamiseks lõigatakse keha seda punkti läbiva tasandiga mõtteliselt läbi ja eraldatakse üks pool. Eraldatud poole mõju teisele poolele asendavad sisejõud. Kui keha mingi pinna ${\displaystyle A}$  lõikepinnaelemendile ${\displaystyle {\text{d}}A}$  mõjub sisejõud ${\displaystyle {\text{d}}{\vec {F}}}$ , siis näiteks normaalpinge vektor ${\displaystyle {\vec {\sigma }}={\text{d}}{\vec {F}}/{\text{d}}A.}$ 

Pingevektor annab keha vaadeldavas punktis seda punkti läbivate erinevatele lõiketasanditele ka erinevad projektsioonid. Järelikult on pinge alati seotud nii keha punkti kui ka seda punkti läbiva pinnaelemendi orientatsiooniga. Niisiis, igal läbi mingi punkti asetatud lõikepinnal tekivad nii suuruselt kui ka suunalt erinevad pinged. Et selliseid pindu võime läbi ühe punkti panna lõpmatu hulga, siis ei saa rääkida üksnes pingest keha mingis punktis, vaid mõjuvate pingete hulgast (pingeseisundist) ehk pingusest selles punktis.

• Pingus