Biegefestigkeit

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Balken unter Biegebelastung
Zugspannung unten, Druckspannung oben
(maximal in jeweiliger Randfaser unter der belastenden Kraft bei A bzw. B)

Die Biegefestigkeit ist diejenige Zug- oder Druckspannung in der Randfaser eines Bauteils (Balken, Platte u. ä.), die bei Belastung durch ein Biegemoment auftritt und zu Bruch oder plastischer Verformung des Bauteils führt.[1] Sie ist eine von mehreren quantitativ angebbaren Festigkeitswerten.

Prüfung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Biegefestigkeit wird definiert als jene fiktive Spannung, die das Bauteil unter Biegebeanspruchung beim Versagen hätte, wenn sich das Material linear-elastisch verhalten würde:

[1][2]

mit

Bei reiner Biegebeanspruchung treten sowohl Zugspannungen () als auch Druckspannungen () auf:

[3]

mit

  • Koordinate x in waagerechter Richtung (Koordinate in Klammern: Positionsangabe im Bauteil; Koordinate als Index: Angabe der Koordinatenachse, um die ein Moment wirkt, s. u.)
  • Koordinate y nach vorne
  • Koordinate z in senkrechter Richtung
  • Flächenträgheitsmomenten

Bei sehr spröden Werkstoffen entspricht die Biegezugfestigkeit der Zugfestigkeit, da der Bruch gerade dann eintritt, wenn die Spannung auf der Zugseite die Zugfestigkeit erreicht.[1]

Für metallische Werkstoffe gilt dies nicht zwangsläufig, bspw. ist bei Grauguss die Biegefestigkeit 2 bis 2,5-mal höher als die Zugfestigkeit.[1]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d Lothar Issler, Hans Ruoß, Peter Häfele: Festigkeitslehre – Grundlagen. Springer-Verlag, 1995, ISBN 3-662-11739-8, Kapitel 6.3 Biegeversuch, S. 152–156 (springer.comeingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. Hier wird von einer einachsigen Biegung im Hauptachenskoordinatensystem bei doppeltsymmetrischem Querschnitt ausgegangen.
  3. Herbert Mang, G Hofstetter: Festigkeitslehre. 3., aktual. Auflage. Springer Verlag, Wien/ NewYork 2008, ISBN 978-3-211-72453-8, 6.4 „Normalspannungen“, S. 156 (springer.com).