Biegebeanspruchung

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Die Biegebeanspruchung ist eine der häufigsten Beanspruchungen. Die Biegebeanspruchung kann sehr einfach erklärt werden: Ein Bauteil wird auf Biegung beansprucht, wenn die Kraftwirkungslinie nicht senkrecht zum Bauteilquerschnitt wirkt. Innerhalb der Statik ist es stets das Ziel, eine dauerhafte Verformung durch Biegung zu verhindern. Dies kann durch die Bauteil-Geometrie (ein gefaltetes Papier ist stabiler als ein nicht gefaltetes) und den Werkstoff (das, woraus ein Teil gemacht ist) verhindert werden. Zusätzlich gibt es einen Sicherheitsfaktor, welcher vorgibt, wieviel mehr ein Bauteil aushalten muss als es aushält. Bei der Biegung unterscheidet man allgemein zwischen:

• Freiträger mit einer Kraft,
• Freiträger mit mehreren Kräften und
• Stützträger mit einer Kraft.

Ein Freiträger ist beispielsweise eine Stange, die in eine Wand geschraubt wurde (Nur ein Auflagepunkt) um Wäsche zu trocknen o.ä..
Ein Stützträger ist beispielsweise eine Reckstange (2 Auflagepunkte), an der irgendwelche sportlichen Übungen durchgeführt werden können. Generell gibt es aber ein paar Dinge, die immer gelten:

• Ein Bauteil oder ein Ding wird immer dort brechen, wo die Materialgeometrie am schwächsten ist. (siehe Bild, da es nicht elastisch ist, ist es gebrochen)
• Beim Freiträger mit einer angreifenden Kraft wird sich das Objekt stets am Einspannpunkt verformen.
• Beim Freiträger mit mehreren angreifenden Kräften wird sich das Objekt an der einspannstelle oder am Angriffspunkt einer Kraft verformen. Niemals jedoch am äußersten Angriffspunkt.
• Beim Stützträger mit einer angreifenden Kraft wird sich ein Objekt stets beim Angriffspunkt der mittleren Kraft verformen. An den Lagerpunkten nicht.

[bearbeiten] Formeln

  ... Biegespannung
  ... Biegemoment (Ist am Punkt der Verformung maximal)
    ... axiales Trägheitsmoment [mm^4]   \
    ... axiales Widerstandsmoment [mm^3]   \ hängen von der Querschnittsgröße und Form ab
    ... Abstand vom Rand des Objekts zur neutralen Faser (Diese ist spannungsfrei)