Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

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Minos
2.7 Spannung
Grundlagen
Der Begriff Spannung wird hier in Verbindung mit festen Körpern verwendet.
Er ist nicht mit der elektrischen Spannung zu verwechseln.
Bei der Betrachtung von Kräften oder Momenten auf Körper wurde bisher
davon ausgegangen, dass die Körper starr sind und sich durch die
Belastungen nicht verformen. Dies ist aber nur der Fall, wenn sie eine
ausreichende Festigkeit aufweisen.
Die Auswirkungen durch die Belastungen, die von Kräften und Momenten
auf Körper ausgeübt werden, werden mit dem Begriff Spannung bezeichnet.
Die Belastung wird dabei auf eine Fläche bezogen. Die Kraft,
durch die die Belastung auftritt, und die Spannung liegen in einer Richtung.
Allgemein gilt:
Spannung = Kraft / Fläche
wobei sich durch diese Berechnung die Einheit N/mm 2 ergibt.
Mechanische Spannungen werden in zwei grundlegende Arten unterschieden.
Die Normalspannung σ wirkt senkrecht, also normal, auf die
zu belastende Fläche. Diese Fläche hat dabei einen bestimmten Querschnitt
S.
Normalspannungen treten typischerweise bei Belastung durch Druck,
Zug oder Biegung auf. Für sie gilt die Berechnung:
σ = F / S
Im Gegensatz dazu wirkt die Scherspannung τ in der gleichen Ebene
wie der betrachtete Querschnitt. Die Scherspannungen treten bei
Scherungen und bei Torsionen auf. Sie werden nach folgender Formel
berechnet:
τ = F / S
Neben den Spannungen in festen Körpern können Spannungen aber
auch in Flüssigkeiten oder Gasen auftreten.