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.
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