Belastung Beanspruchung Sprachgebrauch

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Kategorie: Level 2 Mechanik TheorieAa-leerbild.jpg


Im praktischen Alltag werden in der Strukturmechanik manchmal Beanspruchungen, Spannungen, Belastungen und anderes durcheinander gebracht. Hier finden Sie Anmerkungen zum Sprachgebrauch. Damit können Missverständnisse bei der Kommunikation über Simulationsdetails vermieden werden.

Belastung

Eine Belastung ist die Ursache für das Geschehen im Bauteil, das simuliert wird.

Eine Belastung ist eine Kraftgröße. Dazu zählen in der Strukturmechanik Kräfte (SI-Einheit: [N]) und Momente (SI-Einheit: [Nm]). Eine typische Belastung bei Temperaturfeldern ist ein Wärmestrom (SI-Einheit: [W]).

Als Last wirkt eine Belastung außen am Bauteil. Wenn man angrenzende Bereiche wegschneidet, werden am Schnitt ersatzweise Schnittgrößen angeordnet. Auch diese zählen zu Belastungen.

In der Simulation werden die Anteile der Belastung bei der Idealisierung vom Anwender festgelegt.

Beanspruchung

Eine Beanspruchung ist das Ergebnis des Geschehens im Bauteil, das simuliert wird.

Eine Beanspruchung in der Strukturmechanik ist eine Spannung (SI-Einheit: [Pa]), also eine auf einen Querschnitt bezogene Kraft. Dazu zählen Normalspannungen, Schubspannungen oder Membranspannungen, Biegespannungen, Spitzenspannungen.

In der Simulation wird die Beanspruchung bei der Auswertung vom Anwender untersucht und bei der Bewertung mit zulässigen Grenzwerten verglichen.

Grenzfälle

Bei Balken-Elementen in der FEM werden oftmals die Ergebnisse auch als Kräfte und Momente angegeben und ausgewertet. Typisches Beispiel: ein Stahlträger einer Brücke ist zugelassen für ein maximales Biegemoment.

Bei Schalen-Elementen werden manchmal auch Beanspruchungen in Form von Schnittkräften und -momenten ausgedrückt. Diese Größen berücksichtigen die Wanddicke der Schale, legen jedoch eine Einheitslänge in der Schalen-Ebene zugrunde.

Bei ebenen Elementen und Volumen-Elementen können auch die Belastungen als Last, verteilt auf eine Oberfläche (Druck), aufgebracht werden. Eine solche verteilte Last hat [Pa] als SI-Einheit (wie die Beanspruchungen), ist aber als Belastung anzusehen, wenn sie als Ursache für das Geschehen im Bauteil wirkt. Typisches Beispiel: auf dem Dach einer Halle ist eine Schneelast von 1000 N je m² (damit also 1000 [Pa]) anzunehmen.

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