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)
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