Diplomarbeit von Andrè Neubert, HTW-Dresden (FH), Fachbereich Bauingenieurwesen/Architektur, Studiengang Bauingenieurwesen 
 Thema: "Entwicklung einer Softwarekonzeption als Lehrhilfe für symbolische Darstellungen auf dem Gebiet der Festigkeitslehre"

Allgemeiner Überblick über die Festigkeitslehre

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Beanspruchungsarten

Um die Beanspruchung eines Bauteiles einschätzen zu können, wird diese vorerst nach den vorhandenen Schnittgrößen in Beanspruchungsarten unterteilt und die sich daraus ergebenden Spannungen ermittelt. Anschließend werden die sich überlagernden Spannungen addiert und die Hauptspannungen bzw. weiterführend die Vergleichsspannungen berechnet. Beim Überprüfen der Tragsicherheit werden sowohl die einzelnen Spannungsarten als auch die aus ihnen resultierenden Haupt-/Vergleichsspannungen mit den zulässigen Spannungen verglichen. Des weiteren ist bei den eindimensionalen und den zweidimensionalen Bauteilen eine Stabilitätsuntersuchung erforderlich.
 

Zugbeanspruchung:

Äußere Kräfte wirken senkrecht zur betrachteten Querschnittsfläche oder Querschnittsteilfläche.
 

Druckbeanspruchung:

Äußere Kräfte wirken senkrecht zur betrachteten Querschnittsfläche oder Querschnittsteilfläche.
 

Scherbeanspruchung:

Äußere Kräfte wirken quer zur betrachteten Achse bzw. Ebene auf gleicher Wirkungslinie entgegengesetzt gerichtet. 
 

Biegebeanspruchung:

Kräfte wirken quer zur betrachteten Achse bzw. Ebene und bilden bezüglich der Auflager- oder Einspannstelle ein Biegemoment. 
 

Schubbeanspruchung:

Äußere Kräfte wirken quer zur Stabachse, entgegengesetzt gerichtet und besitzen keine gemeinsame Wirkungslinie. Da die äußeren Kräfte ein Biegemoment verursachen, treten Biegespannungen auf. Außerdem werden die Werkstoffteilchen sowohl quer zur betrachteten Achse bzw. Ebene als auch in Richtung dieser verschoben. Daraus erkennt man, daß Biegung stets von Schub begleitet ist. Bei kleinen Abständen der parallelen Kräfte überwiegt die Schubbeanspruchung, bei größeren die Biegung.
 

Torsionsbeanspruchung:

Kräfte wirken in den Querschnittsebenen der beiden Stirnseiten eines aus dem Bauteil herausgeschnitten gedachten, differenziell kleinen Bauteilquaders.
 

Stabilitätsuntersuchung

Bei eindimensionalen und zweidimensionalen Bauteilen ist es unabdingbar diese Bauteile oder komplexe Bauteilsysteme auf ein Stabilitätsversagen hin zu untersuchen. Zu diesen Versagensarten gehören beispielsweise: Biegeknicken, Biegedrillknicken und Plattenbeulen.
 

(Siehe [Applet 1] Spannungsdarstellung)
 

 

 © 2001 Andrè Neubert  -  Version 1.00 vom 30.06.2001