In diesem Beitrag finden Sie Informationen über:
- Das nennen wir die Last.
- Arten der Belastung
- Konzentrierte Kraft (Punktlast)
- Kontinuierliche Belastung gleichmäßig verteilt
- Kontinuierliche Belastung ungleichmäßig verteilt
- Einzelmoment
In diesem Artikel werden wir uns auf statische Lasten konzentrieren. Wie gesagt Wikipedia:
Statische Belastung - die Einwirkung von Kräften mit zeitlich unveränderlichen Werten, Richtungen und Angriffspunkten relativ zu einem bestimmten Körper.
Wichtig und hervorzuheben ist, dass statische Lasten im Laufe der Zeit unveränderlich sind. Es gibt auch dynamische Lasten, aber mit diesen werden wir uns in späteren Beiträgen zur Dynamik beschäftigen.
Arten der Belastung
Wir werden uns auf die grundlegenden Belastungen konzentrieren, denen Sie bei Aufgaben aus der Mechanik oder der Festigkeitslehre begegnen können.
| Alle in der Eingabe verwendeten Balkendiagrammzeichnungen wurden im Programm Balkenrechner |
Konzentrierte Kraft (Punktlast)
Eine konzentrierte Kraft ist die häufigste Art der Belastung in der Welt der mechanischen Aufgaben. Unten sehen Sie ein Beispiel für eine konzentrierte Kraft, die auf einen Balken wirkt.
Eine konzentrierte Kraft ist ein Vektor mit einer bestimmten Richtung, einem bestimmten Drehsinn und einem bestimmten Wert, der am Angriffspunkt, dem Kraftangriffspunkt, anliegt.
| Die SI-Einheit der Kraft ist das Newton [N]. |
| Die gebräuchlichsten Symbole sind F oder P. |
Ein Beispiel für eine konzentrierte Kraft in der Welt um uns herum ist eine Person, die auf einem Steg oder einer Brücke steht, eine Lampe, die auf einem Tisch steht. In der Tat drückt keines der genannten Beispiele an einem einzigen Punkt auf den Boden, sondern über eine bestimmte Fläche. Dennoch werden wir eine gewisse Vereinfachung bei den zu lösenden Problemen vornehmen und solche Belastungselemente auf eine Punktkraft reduzieren. Der Grund dafür ist, dass das Verhältnis zwischen der Fläche, auf der das Objekt auf den Untergrund drückt, und der Fläche des gesamten Elements klein ist.
Konzentrierte Kräfte können in einem Winkel aufgebracht werden. Dann ist es sinnvoll, die Kraft in zwei Komponenten zu zerlegen: eine horizontale und eine vertikale.
Kontinuierliche Belastung gleichmäßig verteilt
Der nächste Lasttyp, den wir besprechen werden, ist die Dauerlast. Diese Art von Last verursacht die meisten Probleme bei der Lösung von Aufgaben. Im Gegensatz zu einer konzentrierten Kraft wirkt sie über eine gewisse Länge. Um die resultierende Kraft aus einer kontinuierlichen Last zu berechnen, muss daher der Wert der Last mit der Länge, über die sie wirkt, multipliziert werden.
Wie im obigen Beispiel kann die kontinuierliche Last, die meist mit dem Kleinbuchstaben "q" bezeichnet wird, durch eine konzentrierte Kraft von Q=q*l ersetzt werden
| Die SI-Einheit der Dauerbelastung ist [N/m]. |
Ein reales Beispiel für eine Dauerbelastung ist Schnee auf dem Dach, der über die gesamte Fläche verteilt ist. In diesem Fall können wir nicht auf eine konzentrierte Kraft reduzieren.
Kontinuierliche Belastung ungleichmäßig verteilt
Die nächste Art von Belastung, die wir analysieren werden, ist die kontinuierliche, ungleichmäßig verteilte Belastung. Das Prinzip ist ähnlich, mit dem Unterschied, wie der Name schon sagt, dass die Belastung nicht gleichmäßig ist.
Diese Belastung kann in mehreren Fällen auftreten. Wir können eine dreieckige oder trapezförmige Belastung haben.
Einzelmoment
Schließlich werden wir das konzentrierte Moment diskutieren. Dies ist das Ergebnis der Reduzierung eines Kräftepaares auf einen Punkt. Wenn man schreibt Gleichgewichtsgleichungen Das konzentrierte Moment wird bei der Berechnung der resultierenden Kräfte für die horizontale und vertikale Richtung nicht berücksichtigt. Wir berücksichtigen es nur in den Gleichungen für die Momente.
| Die Einheit des konzentrierten Drehmoments ist [Nm]. |
| Eine Multiplikation mit der Entfernung ist vorerst nicht erforderlich |
Sie haben soeben die am häufigsten verwendeten Lastarten kennen gelernt. In den folgenden Beiträgen erfahren Sie, wie Sie deren Auswirkungen auf einen Träger, Rahmen oder ein Fachwerk berechnen können.
P.S. Alle in diesem Beitrag verwendeten Balkendiagramme wurden mit dem Programm Strahlenberechner