Verbundspannungsverlauf?
BAU-Forum: Baustoffe
Verbundspannungsverlauf?
Hallo liebe Statik-Fachleute,
irgendwie habe ich augenblicklich eine Denkblokade bei der Bearbeitung eines Grundlagenproblems: Ich habe einen 1 m langen Balken aus Holz und klebe auf diesen ein Stahlband (Verbundwerkstoff). Meine Frage: Welcher Schubspannungsverlauf stellt sich bei thermischer Längenänderung über die Länge dieses Balkens ein? Ist die Spannung über die gesamte Länge konstant oder besteht sie aus zwei Dreiecken (mit einem Nullpunkt in der Mitte)?
Sorry, wahrscheinlich ist die Frage peinlich trivial. Kann mir trotzdem jemand helfen? Tausend Dank.
irgendwie habe ich augenblicklich eine Denkblokade bei der Bearbeitung eines Grundlagenproblems: Ich habe einen 1 m langen Balken aus Holz und klebe auf diesen ein Stahlband (Verbundwerkstoff). Meine Frage: Welcher Schubspannungsverlauf stellt sich bei thermischer Längenänderung über die Länge dieses Balkens ein? Ist die Spannung über die gesamte Länge konstant oder besteht sie aus zwei Dreiecken (mit einem Nullpunkt in der Mitte)?
Sorry, wahrscheinlich ist die Frage peinlich trivial. Kann mir trotzdem jemand helfen? Tausend Dank.
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Hallo Statiker
Hallo,
meine Statikstunden sind zwar schon ein paar Jahre her, doch ich will es trotzdem mal versuchen.
Sie schreiben Verbundwerkstoff => d.h. die beiden Bauteile (Stahl und Holz) sollen Schlupffrei verbunden sein.
Ich gehe des weiteren davon aus, dass das Eigengewicht vernachlässigt werden soll und keine äußeren Kräfte angreifen.
Da Stahl das höhere Delta T gegenüber Holz hat, hat es die stärkere Längenänderung je Grad Kelvin Temperaturdifferenz. Durch den Schlupffreien Verbund, müssen beide Bauteile aber die gleiche Längenänderung erfahren, woraus sich zwangsläufig Spannungen ergeben.
Bei einer angenommenen Temperaturerhöhung würden sich im Stahl Druckspannungen und im Holz an der Unterseite Zug- und an der Oberseite Druckspannungen ergeben. Die Summe müsste Null sein, da das Bauteil ansonsten "weglaufen" würde.
Bei einer Temperaturabsenkung das gleiche umgekehrt.
Woher sollen die Schubspannungen (Quer zur Längsachse) kommen?
Mit freundlichen Grüßen -
Sorry - habe es vielleicht ungünstig formuliert
Ich suche die Schubspannung in der Klebezone, auch Verbundspannung genannt. Ist diese über die gesamte Stablänge konstant oder linear steigend / fallend? (Idealen, schlupffreien Verbund vorausgesetzt.) -
theoretisch - praktisch:
linear steigend zum Auflager hin - am Ende exponentiell steigend!
nur über dms zu ermitteln.