Arbeitsblatt Mohrscher Spannungskreis & Spannungstransformation mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Mohrscher Spannungskreis & Spannungstransformation zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
σx​ = −60σy​ = 90τxy​MPa

In einem Punkt gilt σₓ = −60 MPa und σᵧ = 90 MPa, dazu eine gewisse Schubspannung. An einem um 40° gedrehten Element beträgt die Normalspannung in der gedrehten x′-Richtung 51,2 MPa. Bestimme die Normalspannung σy′ in der gedrehten y′-Richtung.

σx = −60 MPaσy = 90 MPaσx′ = 51,2 MPaθ = 40°
σy′ = MPa
2.Leicht
σx​ = −50σy​ = 100τxy​ = −20MPa

An einem Punkt eines belasteten Bauteils gilt σₓ = −50 MPa, σᵧ = 100 MPa und τₓᵧ = −20 MPa (Zug positiv). Bestimme die größte Hauptspannung σ1.

σx = −50 MPaσy = 100 MPaτxy = −20 MPa
σ1 = MPa
3.Mittel
σx​ = 110σy​ = 80τxy​ = −50MPa

Ein Punkt in einer dünnen Platte steht unter ebenem Spannungszustand: σₓ = 110 MPa, σᵧ = 80 MPa und τₓᵧ = −50 MPa, mit σz = 0. Bestimme die absolut größte Schubspannung τabs im Punkt (unter Berücksichtigung aller Ebenen im Raum).

σx = 110 MPaσy = 80 MPaτxy = −50 MPaσz = 0
τabs = MPa
4.Mittel
σx​ = 50σy​ = −60τxy​ = 20MPa

An einem Punkt eines belasteten Bauteils gilt σₓ = 50 MPa, σᵧ = −60 MPa und τₓᵧ = 20 MPa (Zug positiv). Bestimme die maximale Schubspannung in der Ebene τmax.

σx = 50 MPaσy = −60 MPaτxy = 20 MPa
τmax = MPa
5.Schwer
σx​τxy​Oberseite der Welle

Eine Vollwelle mit 25 mm Durchmesser überträgt ein Biegemoment von 100 N·m zusammen mit einem Drehmoment von 1000 N·m. Bestimme an der Oberseite, wo die Biegespannung eine Zugspannung und am größten ist, die größte Hauptspannung σ1.

d = 25 mmM = 100 N·mT = 1000 N·m
σ1 = MPa
6.Schwer
σx​ = 150σy​ = 120τxy​ = −50MPa

Ein Punkt in einer dünnen Platte steht unter ebenem Spannungszustand: σₓ = 150 MPa, σᵧ = 120 MPa und τₓᵧ = −50 MPa (σz = 0). Der Werkstoff hat eine Streckgrenze von 300 MPa. Bestimme die Sicherheit n gegen Fließen nach dem Kriterium von von Mises (Gestaltänderungsenergiehypothese).

σx = 150 MPaσy = 120 MPaτxy = −50 MPaσY = 300 MPa
n =

Lösungsschlüssel

  1. 1. σy′ = −21,2 MPa
  2. 2. σ1 = 102,6 MPa
  3. 3. τabs = 73,6 MPa
  4. 4. τmax = 58,52 MPa
  5. 5. σ1 = 360,2 MPa
  6. 6. n = 1,846

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