Einführung - Finite Elemente Modelle der Statik und Festigkeitslehre - page 33

Einfache Beanspruchungsarten sind:
Zug, Druck, Biegung, Scherung, Schub, Torsion.
Die einfachen Beanspruchungsarten können am Einzelkörper auftreten, an einer
Baugruppe aus Einzelkörpern generell nicht. Die Erfassung des Spannungs- bzw.
Verformungszustandes zwingt deshalb häufig zu Vereinfachungen bzw. zum Aus-
gleich mit einem höheren Sicherheitswert.
Zusammengesetzte Beanspruchungen entstehen aus Kombinationen der einfachen
Beanspruchungsarten Zug, Druck, Biegung, Scherung, Schub und Torsion. Für jede
einfache Beanspruchungsart existiert eine kennzeichnende Spannung. Treten meh-
rere verschiedenartige Kräfte und Momente gleichzeitig auf, werden auch verschie-
denartige Spannungen gleichzeitig verursacht.
Die Möglichkeiten der zusammengesetzten Beanspruchungen lassen sich in 3
Hauptgruppen zusammenfassen:
a) Zusammengesetzte Normalbeanspruchungen
- Biegung mit Zug/Druck,
- außermittiger Zug/Druck,
- zweiachsige Biegung,
b) zusammengesetzte Tangentialbeanspruchungen
- Schub/Torsion,
c) zusammengesetzte Normal- und Tangentialspannungen
- Zug/Druck mit Schub.

Eine zweckmäßige Einteilung der grundlegenden Beanspruchungen lässt sich über
das Spannungsverhalten erreichen. Nach der Spannung unterscheidet man in Nor-
malspannungen und Tangentialspannungen.

• Normalspannungen
Zug: Kräfte wirken parallel zur Stabachse in allen Flächenteilen eines beliebigen
Querschnitts. Ihre Resultierende F verläuft in Richtung der Stabachse (Abb. 1.33)
als Zugkraft. Die Kräfte bewirken, dass sich der Stab in Kraftrichtung verlängert
und quer dazu verkleinert.

F

F

F

V

z

Zugspannung (1.10)

A A

Abb. 1.33. prismatischer Zugstab

Druck : Kräfte wirken parallel zur Stabachse in allen Flächenteilen eines beliebigen
Querschnitts. Ihre Resultierende F verläuft in Richtung der Stabachse als Druck-
kraft (Abb. 1.34.). Die Kräfte bewirken, dass sich der Stab in Kraftrichtung verkürzt
und quer dazu vergrößert.