Schubspannungsrechner

Die Schubspannung beschreibt eine tangentiale Kraft, die sich über eine widerstehende Fläche verteilt. Sie wirkt parallel zum Querschnitt statt senkrecht dazu. Bei gleichmäßig belasteten Verbindungen oder Materialquerschnitten beträgt die mittlere Schubspannung tau = F / A. Dabei ist F die Scherkraft und A die kraftübertragende Fläche. Dieser Rechner verwendet Newton und Quadratmillimeter. Das Ergebnis in Newton pro Quadratmillimeter entspricht daher genau Megapascal. Viele Stift-, Bolzen-, Schrauben-, Niet- und Gabelverbindungen lassen sich als ein- oder zweischnittig beschreiben. Bei einschnittiger Beanspruchung trägt ein Querschnitt des Verbindungsmittels die Last. Bei zweischnittiger Beanspruchung teilen sich zwei vergleichbare Querschnitte die Last; die gesamte tragende Fläche ist doppelt so groß wie eine Scherebene. Der Rechner teilt die Kraft durch die eingegebene Fläche und die gewählte Ebenenzahl. Bei gleicher Kraft und gleichem Verbindungsmitteldurchmesser kann dies die mittlere Spannung halbieren. Die mittlere Spannung eignet sich für eine erste Bemessungsprüfung, doch die tatsächliche Spannung ist nicht vollkommen gleichmäßig. Die Lastübertragung nahe den Kontaktflächen erzeugt Lochleibungsdruck und örtliche Spitzen. Löcher, Kerben, Gewinde, Spalte und exzentrische Lasten verursachen Spannungskonzentrationen oder Biegung. Eine vollständige Verbindungsbemessung kann neben dem hier gezeigten Mittelwert Nachweise für Abscheren, Lochleibung der Platte, Ausreißen, Nettoquerschnittszug, Biegung, Ermüdung und Verformung erfordern. Die Fläche muss der tatsächlich durch die Last abgescherten Ebene entsprechen. Bei einem runden Bolzen in einschnittiger Verbindung ist die Nennfläche pi mal Durchmesser zum Quadrat geteilt durch vier. Geben Sie bei zweischnittiger Belastung diese Kreisfläche einer Ebene ein und wählen Sie zweischnittig; verdoppeln Sie die Fläche nicht zusätzlich von Hand. Bei rechteckigen Querschnitten verwenden Sie Breite mal Dicke, sofern dieses Rechteck die tragende Ebene bildet. Die Materialfestigkeit wird nicht eingegeben, da der Rechner die Beanspruchung und nicht die Tragfähigkeit angibt. Vergleichen Sie das Ergebnis mit einer zulässigen Schubspannung oder einem Bemessungswiderstand gemäß der maßgebenden Werkstoffspezifikation und Norm. Sicherheits- und Lastbeiwerte, Temperatureinflüsse, Korrosionszugaben und Ermüdungsanforderungen gehören in diesen Vergleich. Das Werkzeug eignet sich für Übungsaufgaben, Vorbemessungen und schnelle Prüfungen idealisierter Verbindungen. Bei komplexer Spannungsverteilung ersetzt es weder eine Finite-Elemente-Analyse noch eine normgerechte Bemessung. Prüfen Sie die Einheiten sorgfältig: Eine Fläche in Quadratmetern muss vorab in Quadratmillimeter umgerechnet werden. Ein Quadratmeter entspricht einer Million Quadratmillimetern.