Benutzer:Rocketenginebuilder/Beanspruchungsart

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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 Fq (in N) durch die Querschnittsfläche S (in mm2) geteilt wird.


Beispiel: Fq=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 MT (in Nmm) durch das Wiederstandsmoment W (in mm3) geteilt wird. (Das Torsionsmoment MT ist das gleiche wie das Drehmoment M)


Beispiel: MT=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 Mb (in Nmm) durch das Wiederstandsmoment W (in mm3) geteilt wird.


Beispiel: Mb=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

  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.