Benutzer:Rocketenginebuilder/Beanspruchungsart

Bauteile (z. B.) an Maschinen, können auf unterschiedliche Art und Weise beansprucht werden. In der Festigkeitslehre gibt es folgende Beanspruchungsarten:

Beanspruchung durch Zug
Beanspruchung durch Druck
Beanspruchung durch Abscherung/Scherung
Beanspruchung durch Verdrehung/Torsion
Beanspruchung durch Biegung ^[1]

Dabei treten in den Bauteilen unterschiedliche Spannungen auf:

Die Zugspannung σ _z (Beispiele: Seile, Ketten)
Die Druckspannung σ _d (Beispiele: Säulen, Stützen)
Die Abscherspannung τ _a (z. B. in Schweißnähten)
Die Torsionsspannung τ _t (Beispiele: Wellen, Achsen)
Die Biegespannung σ _b (Beispiele: Wellen, Achsen, Stahlträger) ^[2]

Zug, Druck, Abscher, Torsions -und Biegespannung berechnen

Berechnung der Zugspannung

Die Zugspannung wird berechnet, indem die Zugkraft F (in N) durch die Querschnittsfläche S (in mm²) geteilt wird.

Beispiel: F=10N, S=78,54mm²

10N geteilt durch 78,54mm² ergibt eine Zugspannung von ca. 0,127 N/mm².

Berechnung der Druckspannung

Die Druckspannung wird berechnet, indem die Kraft F (in N), die das beanspruchte Bauteil zusammendrückt, durch die Querschnittsfläche S (in mm²) geteilt wird.

Beispiel: F=900N, S=31415mm²

900N geteilt durch 31415mm² ergibt eine Druckspannung von ca. 0,0286 N/mm².

Berechnung der Abscherspannung

Die Abscherspannung wird berechnet, indem die Querkraft F_q (in N) durch die Querschnittsfläche S (in mm²) geteilt wird.

Beispiel: F_q=20N, S=19,6mm²

20N geteilt durch 19,6mm² ergibt eine Abscherspannung von ca. 1,02 N/mm².

Berechnung der Torsionsspannung

Die Torsionsspannung wird berechnet, indem das Torsionsmoment M_T (in Nmm) durch das Wiederstandsmoment W (in mm³) geteilt wird. (Das Torsionsmoment M_T ist das gleiche wie das Drehmoment M)

Beispiel: M_T=100Nmm, W=981,75mm³

100Nmm geteilt durch 981,75mm³ ergibt eine Torsionsspannung von ca. 0,102 N/mm².

Berechnung der Biegespannung

Die Biegespannung wird berechnet, indem das Biegemoment M_b (in Nmm) durch das Wiederstandsmoment W (in mm³) geteilt wird.

Beispiel: M_b=375Nmm, W=245,43mm³

375Nmm geteilt durch 245,43mm³ ergibt eine Biegespannung von ca. 1,528 N/mm².

Siehe auch

Literatur

Alfred Böge: Technische Mechanik. 26. Auflage. Viewegs Fachbücher der Technik, Braunschweig/Wiesbaden 2003, ISBN 3-528-15010-6, S. 264-341
Max Heinzler, Roland Kilgus, Friedrich Näher, Heinz Paetzold, Werner Röhrer, Karl Schilling, Andreas Stephan: Tabellenbuch Metall. 41. Auflage. Verlag Europa Lehrmittel, Nourney, Haan-Gruiten 1999, ISBN 3-8085-1671-2, S. 40-45

Einzelnachweise

↑ Beanspruchungsarten. In: Ingenieuerkurse.de. Abgerufen am 13. Juni 2022.
↑ Hermann Roloff, Wilhelm Matek: Festigkeit und zulässige Spannung. In: Springer Link. Springer Nature, abgerufen am 13. Juni 2022.

[1] Beanspruchungsarten. In: Ingenieuerkurse.de. Abgerufen am 13. Juni 2022.

[2] Hermann Roloff, Wilhelm Matek: Festigkeit und zulässige Spannung. In: Springer Link. Springer Nature, abgerufen am 13. Juni 2022.

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