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Aufgabenstellung:

An einem ebenen Flächenstück tritt folgender Spannungszustand auf:

Gegeben:

a) Wie groß ist für diesen Spannungszustand die maximal auftretende Schubspannung .

Abbildung

 

Zusätzlich zu den Spannungen und tritt nun eine Schubspannung auf

Gegeben:

b) Wie groß sind die Hauptspannungen und und in welchem Winkel liegen diese zum angegebenen Koordinatensystem

Abbildung

Lösungsweg:

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a) Maximal auftretende Schubspannung

Bei dem dargestellten Spannungszustand liegen keine Schubspannungen vor. Somit sind die Spannungen und die Hauptspannungen. Im Mohrschen Spannungskreis liegen die Hauptspannungen auf der Abszisse und entsprechen den minimal und maximal auftretenden Spannungen.

Mit den gegebenen Werten ergibt sich für den Spannungskreis ein Radius von

Abbildung

Die maximal auftretende Schubspannung beträgt somit

b) Hauptspannungen und deren Winkel

Mohrscher Spannungskreis:

Der Radius des Kreises mit zusätzlicher Schubspannung beträgt:

Der Kreismittelpunkt liegt wie in Aufgabenteil a) bei .

Abbildung

Die Hauptspannungen ergeben sich damit zu:

Der Winkel zwischen dem gegebenen Koordinatensystem und den Hauptachsen beträgt

Lösung: