Dieser Artikel behandelt die zulässige Biegespannung. Der Begriff zulässig legt eine Grenze fest, die nicht überschritten werden kann. Sie definiert eine Sicherheitsgrenze, deren Überschreitung zum Ausfall führen kann.
Bei der Konstruktion mechanischer Komponenten werden auch unbekannte Probleme berücksichtigt, aufgrund derer ein Sicherheitsfaktor eingeführt wird. Steigende Sicherheitsniveaus erhöhen auch die Kosten des Produkts, sodass beim Entwerfen ein ideales Maß an zulässiger Spannung ausgehandelt wird.
Was ist zulässige Biegespannung?
Zulässig Beugung Spannung ist die sicherste Belastung, die auf die Komponente ausgeübt werden kann, ohne dass ein Versagen befürchtet werden muss. Dies ist ein sehr wichtiger Begriff, der in der Maschinen- und Bauindustrie verwendet wird. Die Kenntnis der zulässigen Spannungen hilft bei der Entscheidung für das geeignete Material.
Jede Belastung, die über die zulässige Belastungsgrenze hinausgeht, ist ein Zeichen von Gefahr für die Komponente. Die Formel für die zulässige Biegespannung wird in späteren Abschnitten dieses Artikels erörtert. Diese Spannung unterscheidet sich von der maximalen Biegespannung und kann gleich oder kleiner als die maximale Biegespannung sein.
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Maximale Biegespannung
Der Wert der Biegespannung, ab dem das Bauteil mit Sicherheit versagt, wird als maximale Biegespannung bezeichnet. Dies ist die obere Belastungsgrenze oder der Bruchpunkt des Materials.
Dies ist die Endgrenze der Belastung, die auf das Material ausgeübt werden kann. Jenseits dieser Grenze hat das Bauteil eine Ausfallwahrscheinlichkeit von 100 %. Diese Spannung ist größer als die zulässige Biegespannung.
Zulässige Biegespannungsformel
Die zulässige Beanspruchung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wobei unter Berücksichtigung jedes einzelnen Faktors ein einziger Begriff namens Sicherheitsfaktor abgeleitet wird. Der Sicherheitsfaktor differenziert den Begriff Maximum Biegespannung und zulässige Biegespannung.
Die maximale Biegespannung wird im obigen Abschnitt erörtert. Die Formel für die zulässige Biegespannung ist unten angegeben. σzulässig =max/Fs
Wenn der Sicherheitsfaktor Eins ist, dann ist die maximale Biegespannung gleich der zulässigen Biegespannung.
So berechnen Sie die zulässige Biegespannung
Die zulässige Biegespannung wird unter Verwendung der im obigen Abschnitt diskutierten Formel berechnet. Voraussetzung für die Berechnung der zulässigen Biegespannung ist die Bestimmung des Sicherheitsfaktors je nach Anwendungsart und maximaler Biegespannung.
Zulässige Biegefestigkeit von Beton
Beton wird hauptsächlich in der Bauindustrie verwendet. Heutzutage sind auch Betonstraßen in großem Umfang vorherrschend. Es ist sehr wichtig, die Biegefestigkeit von Beton zu kennen.
Die Biegefestigkeit verschiedener Betonsorten ist unten angegeben.
- M15-5.0 MPa
- M20-7.0 MPa
- M25-8.5 MPa
- M30-10.0 MPa
- M40-13.0 MPa
- M45-14.5 MPa
- M50-16.0 MPa
Zulässige Biegefestigkeit von Aluminium
Aluminium hat gegenüber anderen Metallen einen mechanischen Vorteil, da es leichter ist. Es gibt nur wenige Aluminiumsorten, die sich leicht biegen lassen, sie sind
- Aluminiumlegierung 3003
- Aluminiumlegierung 5052
- Aluminiumlegierung 5083
Die Biegefestigkeit der Aluminiumsorte AL6061 beträgt 299 MPa und dieser Wert kann für hybride CSA-Verbundwerkstoffe auf bis zu 446 MPa steigen, was etwa 49 % höher ist als die Version des Basismetalls AL6061.
Zulässige Biegefestigkeit von Sperrholz
Die Biegefestigkeit von Sperrholz hängt von der Anzahl der Lagen, der Dicke der Lagen und der Anordnung der Maserungen der Lagen ab.
Für Lagen unter Spannung ist die Biegefestigkeit
- Für Faserrichtung parallel zur Span-20 MPa
- Für Kornrichtung normal bis span-15MPa
Für Lagen unter Druck ist die Biegefestigkeit
- Für Kornrichtung parallel zur Spanne – 10 MPa
- Für Kornrichtung normal bis span-8MPa
Die obigen Daten stammen aus Tests, die an 5 Lagen mit jeweils 6 mm Dicke durchgeführt wurden.
Zulässige Biegespannung von Holz
Auf dem Markt sind verschiedene Holzarten erhältlich. Am häufigsten verwendet werden Ahorn, Eiche, Kiefernholz, Rotholz.
Die zulässigen Biegespannungen der oben genannten Holzarten sind unten angegeben.
- Ahorn– 1271-1491 MPa
- Eiche-1369-1610 MPa
- Pinewood-1222-1438 MPa
- Redwood-1320-1553 MPa
Beispiel zur Berechnung der zulässigen Biegespannung
Betrachten wir die angegebenen Daten für ein Musterexemplar:
Das Maximum Biegespannung die die Probe halten kann, beträgt 100 MPa.
Der Sicherheitsfaktor ist um 1.5 zu halten
Berechnen Sie die zulässige Biegespannung.
Die zulässige Spannung kann anhand der im obigen Abschnitt erläuterten Formel ermittelt werden.
Nach Einsetzen der Werte in die Formel erhalten wir eine zulässige Biegespannung von 66.67 MPa.
Hallo … ich bin Abhishek Khambhata und habe einen B. Tech in Maschinenbau studiert. Während meiner vierjährigen Ingenieurstätigkeit habe ich unbemannte Luftfahrzeuge entworfen und geflogen. Meine Stärke ist Strömungsmechanik und Wärmetechnik. Mein Projekt im vierten Jahr basierte auf der Leistungssteigerung unbemannter Luftfahrzeuge mittels Solartechnologie. Ich möchte mit Gleichgesinnten in Kontakt treten.