[edit] [comment] [remove] |2006-03-31| e1 # Spannung

In der Elastostatik wird die Annahme des starren Körpers aufgegeben. Zur Untersuchung der inneren Beanspruchung und Verformung beginnen wir mit dem geraden Schnitt durch einen beliebigen Körper. Durch diesen Schnitt erzeugen wir eine ebene Querschnittsfläche A.

Seite15_1.PNG Senkrecht zu dieser Fläche definieren wir den Normaleneinheitsvektor en. Über diese Fläche verteilt wirken nun aufgrund eines äußeren Belastungszustandes innere Flächenkräfte, die wir als Spannung3 als gerichtete Größe ist die Spannung ein Vektor bezeichnen. Zur weiteren Betrachtung beschränken wir uns auf einen kleinen Ausschnitt dA dieser Fläche.

Hinsichtlich der Lage des Koordinatensystems vereinbaren wir, daß die x- und y-Achse im Querschnitt liegt und die z-Achse mit der Flächennormalen zusammenfällt. Spannungen senkrecht zu diesem Flächenstück dA bezeichnen wir als Normalspannung und Spannungen tangential dazu als Schubspannung τ.

Seite15_2.PNG

Multiplizieren wir die in dem Flächenstück dA wirkende mittlere Spannung σ und τ mit der Fläche dA, so erhalten wir die entsprechende differentielle Kraft.

dN = σ·dA
dQ = τ·dA

Mit dem Abstand y zur x-Achse erzeugt die Kraft dN ein Moment dM um die x-Achse.

dM = σ·dA·y

Eine Integration führt auf die Schnittgrößen aus Normal- und Schubspannung

N =  A·σ(z)·dA
Q = −  A·τ(z)·dA
M = −  A·σ(z)·y·dA