Hauptspannungen, Von-Mises und Sicherheitsfaktor.
Geben Sie das maximale Biegemoment am Querschnitt und den Abstand von der neutralen Achse zur Randfaser (y) ein.
Geben Sie das Flächenträgheitsmoment (I) ein. Das Tool verwendet die Biegeformel σ = My/I, um die maximale Normalspannung im Bauteil zu berechnen.
Vergleichen Sie die resultierende Spannung mit der Streckgrenze Ihres Werkstoffs (z. B. 250 MPa für A36-Stahl) und wenden Sie einen Sicherheitsbeiwert an (typisch 1,5 bis 2,0).
Die Hauptspannungen σ₁ und σ₂ sind die maximale und minimale Normalspannung, die auf schubfreien Ebenen wirken. Der Rechner verwendet den Mohrschen Kreis: σ₁,₂ = (σx+σy)/2 ± √(((σx−σy)/2)² + τxy²). Für σx = 120, σy = 40, τxy = 30 MPa ergibt dies σ₁ = 130 MPa und σ₂ = 30 MPa, ausgerichtet bei θp ≈ 18,4°.
Sie ist gleich dem Radius des Mohrschen Kreises, τmax = √(((σx−σy)/2)² + τxy²), und wirkt 45° von den Hauptebenen entfernt. Für denselben Zustand 120/40/30 MPa ist τmax = 50 MPa. Maximalschub-Prüfungen (Tresca) vergleichen dies direkt mit der Hälfte der Streckgrenze des Materials.
Die von-Mises-Spannung σvm = √(σx² − σxσy + σy² + 3τxy²) fasst einen mehrachsigen Zustand zu einem äquivalenten Wert zusammen, um ihn mit der Streckgrenze zu vergleichen. Der Zustand 120/40/30 MPa ergibt σvm ≈ 117,9 MPa, sodass gegenüber A36-Stahl (σy = 250 MPa) der Sicherheitsfaktor 250/117,9 ≈ 2,1 beträgt — bequem über dem üblichen Ziel von 1,5-2,0.
Ja. Bei reinem einachsigem Zug ist die von-Mises-Spannung gleich der aufgebrachten Spannung (σvm = σx), sodass ein Zug von 200 MPa als 200 MPa abgelesen wird. Bei reinem Schub wird sie zu σvm = √3·τ, sodass 100 MPa Schub etwa 173 MPa ergeben — weshalb ein schubdominiertes Bauteil früher fließt, als seine reine Schubzahl vermuten lässt.