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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Spannungsarten

Die inneren Kräfte, die durch Lasten und andere äußere Kräfte bzw. Momente im Innern der Bauteile entstehen, können unterschiedlicher Art sein. Sie wirken nicht immer rechtwinklig zur Querschnittsfläche. Bei schräg wirkenden inneren Kräften entstehen auch ebenso gerichtete Spannungen. Alle Spannungen lassen sich auf zwei Spannungsarten zurückführen: die Normalspannungen und die Tangentialspannungen. Die Gesamtspannung (resultierende Spannung) kann zerlegt werden in die zwei Komponenten normal und tangential zur Schnittfläche. 
 

Normalspannungen

Wirkt eine innere Kraft bei einem stabförmigen Körper längs der Stabachse, wird sie Längskraft oder Normalkraft genannt. Sie wirkt dann rechtwinklig (normal) zur Querschnittsfläche. Eine Normalkraft erzeugt auf der Schnittfläche des Baukörpers Normalspannungen. Die Querschnittsteilchen werden hierbei voneinander weggezogen oder aufeinander gedrückt. Normalspannungen sind beispielsweise Zug-, Druck- oder Biegespannungen. 
 

Tangentialspannungen

Wirkt eine innere Kraft rechtwinklig zur Stabachse, also quer zur Achse, wird sie Querkraft genannt. Sie wirkt in der Querschnittsfläche (tangential zur Schnittfläche). Eine Querkraft erzeugt in der Schnittfläche des Baukörpers Tangentialspannungen. Die Querschnittsteilchen sollen hierbei gegeneinander verschoben werden. Tangentialspannungen sind also Spannungen, die durch Verschiebungen, Abscheren, Verdrehen oder Verdrillen der Querschnittsteile entstehen. 
 

Resultierende Spannung

An einer Schnittfläche können Normalspannungen und Tangentialspannungen gleichzeitig wirken. Aus beiden Spannungsarten kann durch geometrisches Zusammensetzen die resultierende Spannung bestimmt werden. Mit dem rechtwinkligen Kräfteparallelogramm ergibt sich nach dem Lehrsatz des Pythagoras die resultierende Spannung.
 

 

 © 2001 Andrè Neubert  -  Version 1.00 vom 30.06.2001