Schnittgröße
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engl: section value Kategorie: 
Level 2
Allgemeine Informationen hierzu finden Sie zum Beispiel bei wikipedia:Schnittreaktion
Eine Schnittgröße ist eine Größe, die als innere Größe in einem Bauteil-Querschnitt wirkt. Sie ist von außen nicht erkennbar. Sie ist (virtuell) wirksam, wenn man sich den Querschnitt durchgeschnitten vorstellt und die Wirkung, die der Querschnitt ausübte, durch eine entsprechende Größe ersetzt. Die Schnittgrößen, die an dem freigelegten Bauteil-Querschnitt (Schnittufer) wirken, und diejenigen am gegenüber liegenden anderen Querschnitt (Schnittufer) müssen gleich groß, aber entgegengesetzt sein. Ihre Summe muss Null ergeben.
Im Prinzip gilt das (virtuelle) Freischneiden und die Verwendung von Schnittgrößen für Simulationen aller Bereiche wie Strukturmechanik, Temperaturfeld, Magnetfeld.
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Beispiele
Für Anwendungen der Strukturmechanik ist dies hier an Beispielen anschaulich grafisch dargestellt.
Gewicht an einem Faden
Im oberen Bild ist ein Gewicht an einem Faden aufgehängt. Wenn man sich den Faden (virtuell) durchgeschnitten vorstellt, muss die Wirkung des Fadens als Schnittkraft hinzugefügt werden, um wieder gleiche Bedingungen zu erzeugen. Im Freikörperbild ist zu erkennen, dass diese Schnittkraft an beiden Enden des Fadens jeweils entgegengesetzt wirkt. Beide Anteile sind gleich groß, aber entgegengesetzt, sie heben sich auf.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Regeln, die für die Bestimmung der Schnittgrößen gelten. Die Schnittkraft kann man als virtuelle Wirkung des weggeschnittenen Teils ansehen. Die Summe beider Schnittkräfte an der gedachten Schnittposition ist Null.
Turm einer Windkraftanlage
Im nebenstehenden Bild ist der Turm einer Windkraftanlage gezeigt. Es wirken die Lasten aus dem Gewicht der Maschinengondel und eine Windkraft. Wenn der Turm (virtuell) durchgeschnitten wird, sind an den Schnittufern Schnittgrößen (Normalkraft, Querkraft, Biegemoment) zu berücksichtigen.
Eine solche Betrachtung ist bei der Idealisierung erforderlich, wenn der Turm-Querschnitt untersucht werden soll. Auf halber Höhe ist der Querschnitt als zylindrische Blechkonstruktion ausgeführt. Die Materialeigenschaften für den verwendeten Stahl sind bekannt. Die Lasten, die hier wirken, sind für das obere Ende des Turmes gegeben. Durch den virtuellen Schnitt in der Mitte und die Bestimmung der Schnittgrößen kann die Spannung hier berechnet und bewertet werden.
Medizin: Schnittgrößen am Femur
Als Beispiel für eine Anwendung der Medizin ist hier die Bestimmung der Schnittgrößen am Femur für den Fall der Adduktion und der Beugung dargestellt.
Sonstige Begriffe
Die Schnittgrößen sind wesentlich für die Berechnung des mechanischen Gleichgewichtes eines Bauteils. Dies trifft sowohl für Simulationen der Strukturmechanik als auch für solche von Temperaturfeldern, Magnetfeldern usw. zu. In solchen Fällen ist unter Gleichgewicht analog die Nullsumme aller äußeren Einflüsse zu verstehen.
Weiterführende Informationen
Ein weiterführendes Seminar speziell hierzu finden Sie unter "Wissen" auf der Homepage von CADFEM.
