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In der technischen Mechanik ist die Biegung eine der Belastungsarten, welche am häufigsten auftritt. Hierbei werden Bauteile betrachtet, dessen Längsabmessungen um einiges größer sind als deren Querschnitte, also z.B. Balken und Bögen. In diesem Abschnitt werden die verschiedenen Arten der Biegung aufgezeigt.
Belastungsarten
Es werden die zwei folgenden Arten der Biegung anhand der Art der Belastung voneinander unterschieden:
- Die reine Biegung: Bei der reinen Biegung erfolgt die Biegung des Bauteils durch das Aufbringen von zwei Biegemomenten am Ende des Bauteils.
- Die Querkraft-Biegung: Bei der Querkraftbiegung erfolgt die Biegung des Bauteils durch Kräfte, welche als Querkräfte auf den Balken wirken. Dabei entsteht ein Biegemoment (wie bei der reinen Biegung) und zusätzlich dazu eine Querkraft, welche zu Schubspannungen im Bauteil führen. Diese zusätzliche Querkraft muss bei der Berechnung berücksichtigt werden.
Wirklinie der Belastung
Zusätzlich werden die zwei folgenden Arten der Biegung anhand der Wirklinie der Belastung unterschieden:
- Gerade Biegung (auch: einachsige Biegung): Eine gerade Biegung ist dann gegeben, wenn ein Moment um eine der Hauptachsen wirkt. Dies geschieht, wenn die äußere Belastung am Bauteil nur in die Richtung einer Hauptachse vorliegt.
- schiefe Biegung (auch: zweiachsige Biegung): Bei der schiefen Biegung liegen Momente um beide Hauptachsen vor. Dies ist der Fall, wenn die äußere Kraft nicht in Richtung einer der Hauptachsen wirkt. Dann treten Momente um beide Hauptachsen auf.
Merke
Hauptachsen (Hauptrichtungen) sind diejenigen Achsen, bei denen die Flächenträgheitsmomente ihre Extremwerte annehmen. Bei symmetrischen Körpern sind dies alle Symmetrieachsen bzw. die zu den Symmetrieachsen senkrecht stehenden Achsen. Bei unsymmetrischen Körpern existieren zwei Hauptachsen. Die Berechnung erfolgt im Kapitel Hauptträgheitsmomente.
Bei der geraden und schiefen Biegung muss zwischen einem symmetrischen und asymmetrischen Querschnitt unterschieden und die Wirkrichtung der Belastung berücksichtigt werden.
Merke
Die Symmetrie wird immer in Abhängigkeit vom
Besitzt der Balken den obigen rechteckigen Querschnitt, so ist dieser symmetrisch bezüglich der
Beim obigen linken Querschnitt wirkt die Belastung in Richtung der
Betrachtet man nun Querschnitte, welche asymmetrisch bezüglich der
Bevor nun aber die einachsige und schiefe Biegung behandelt wird, werden zunächst die Flächenträgheitsmomente betrachtet, welche für die spätere Berechnung der Normalspannung bei einachsiger und schiefer Biegung benötigt werden.
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