Spitzenspannung

Aus ESOCAETWIKIPLUS

engl: peak stress          Kategorie: Level 2 Mechanik Theorie

Eine Spitzenspannung ist derjenige Spannungsanteil (Strukturmechanik) in einer Wandung oder einem Querschnitt, der über den konstanten Anteil (die Membranspannung) und den linearen Anteil (die Biegespannung) hinaus vorhanden ist. Dieser restliche Anteil (die Spitzenspannung) ist meistens hervorgerufen durch Kerben, Ecken, Wanddickenübergänge oder andere Inhomogenitäten. In einer relativ geringen Entfernung von der Inhomogenität (Abklinglänge) ist die Spitzenspannung nicht mehr festzustellen.

Diese Aufteilung der Spannungsanteile ist für die Bewertung der Simulations-Ergebnisse von Bedeutung. Sie bildet die Grundlage des Konzeptes der Spannungskategorien.

Spitzenspannungen sind meistens solche Spannungsanteile, die bei einer Überschreitung der elastischen Grenze des Materials selbstbegrenzend sind, weil sie nicht direkt das Gleichgewicht mit äußeren Kraftgrößen herstellen, sondern durch die Form des Bauteils bedingt sind.

Ingenieurmäßig kann man dies erkennen, wenn man sich vorstellt: "Was wäre, wenn an dieser Stelle das Material vollständig nachgeben würde (ähnlich einem plastischen Gelenk bei Tragwerken des Stahlbaues). Würde dadurch das Bauteil trotzdem den äußeren Kraftgrößen standhalten?"

Für Spitzenspannungen sind in den technischen Regelwerken höhere Grenzwerte als für Membran- und Biegespannungen vorgesehen. Oftmals werden für Spitzenspannungen bis zum Doppelten der Streckgrenze zugelassen oder nur Grenzwerte gegen Ermüdung genannt.

Weiterführende Informationen

Ein weiterführendes Seminar speziell hierzu finden Sie unter "Wissen" auf der Homepage von CADFEM.