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Technische Mechanik 2: Elastostatik - Torsion von Wellen

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Technische Mechanik 2: Elastostatik

Torsion von Wellen

Unter Torsion versteht man das Wirken von Torsionsmomenten auf die Enden eines Stabes, infolgedessen es zu einer Verdrehung, Verdrillung oder Verwindung des Stabes kommt. Da die Berechnung von Torsion unterschiedlicher Querschnittsformen sehr rechenintensiv ist, wird sich im Rahmen dieses Kurses auf kreisförmige Querschnitte beschränkt. Ferner werden zusätzliche Annahmen getroffen:

1. Kreisförmiger Querschnitt [ Kreisquerschnitt, Kreisringquerschnitt],

2. ebene Querschnitte bleiben trotz Torsion eben [keine Querschnittsverwölbung],

3. der gesamte Querschnitt wird verdreht, keine partielle Verdrehung [keine Änderung der Radien],

4. Berechnung liegt im Geltungsbereich des Hookeschen Gesetzes,

5. Spannungen liegen weiterhin im elastischen Bereich [keine nachhaltige plastische Verformung],

6. Spannungsüberhöhungen infolge von Löchern oder Kerben können unter Verwendung von Kerbfaktoren in der Rechnung berücksichtigt werden. 

Merke

In den nachfolgenden Berechnungen ist die Welle als kreisrunder Stab Gegenstand der Untersuchung. Im ersten Fall wird die Wirkung von Torsion auf eine Welle mit (Voll-)Kreisquerschnitt betrachtet und im anschließenden Fall gilt es die Wirkung von Torsion auf eine Welle mit Kreisringquerschnitt zu bestimmen.