Arbeitsblatt Mohrscher Spannungskreis & Spannungstransformation mit Lösungen

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1.Leicht
σx​ = 20σy​ = −70τxy​MPa

In einem Punkt gilt σₓ = 20 MPa und σᵧ = −70 MPa, dazu eine gewisse Schubspannung. An einem um 15° gedrehten Element beträgt die Normalspannung in der gedrehten x′-Richtung −1 MPa. Bestimme die Normalspannung σy′ in der gedrehten y′-Richtung.

σx = 20 MPaσy = −70 MPaσx′ = −1 MPaθ = 15°
σy′ = MPa
2.Leicht
σx​ = 20σy​ = 20τxy​ = 30MPa

An einem Punkt eines belasteten Bauteils gilt σₓ = 20 MPa, σᵧ = 20 MPa und τₓᵧ = 30 MPa (Zug positiv). Bestimme die größte Hauptspannung σ1.

σx = 20 MPaσy = 20 MPaτxy = 30 MPa
σ1 = MPa
3.Mittel
σx​ = 160σy​ = −70τxy​ = 50MPa

An einem Punkt eines belasteten Bauteils gilt σₓ = 160 MPa, σᵧ = −70 MPa und τₓᵧ = 50 MPa (Zug positiv). Bestimme die maximale Schubspannung in der Ebene τmax.

σx = 160 MPaσy = −70 MPaτxy = 50 MPa
τmax = MPa
4.Mittel
σx​ = −10σy​ = 60MPaτxy​ = ?

In einem Punkt gilt σₓ = −10 MPa und σᵧ = 60 MPa. Wie groß darf die Schubspannung τxy (Betrag) werden, bevor die größte Hauptspannung 120 MPa erreicht?

σx = −10 MPaσy = 60 MPaσ1 = 120 MPa
τxy = MPa
5.Schwer
σx​ = −10σy​ = 40τxy​ = 10MPa

An einem Punkt eines belasteten Bauteils gilt σₓ = −10 MPa, σᵧ = 40 MPa und τₓᵧ = 10 MPa (Zug positiv). Bestimme die Normalspannung σθ in einem Schnitt, dessen Normale um 20° gegen den Uhrzeigersinn aus der x-Achse gedreht ist.

σx = −10 MPaσy = 40 MPaτxy = 10 MPaθ = 20°
σθ = MPa
6.Schwer
σx​ = 70σy​ = 30τxy​ = −30MPa

An einem Punkt eines belasteten Bauteils gilt σₓ = 70 MPa, σᵧ = 30 MPa und τₓᵧ = −30 MPa (Zug positiv). Bestimme die Normalspannung σθ in einem Schnitt, dessen Normale um 50° gegen den Uhrzeigersinn aus der x-Achse gedreht ist.

σx = 70 MPaσy = 30 MPaτxy = −30 MPaθ = 50°
σθ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. σy′ = −49 MPa
  2. 2. σ1 = 50 MPa
  3. 3. τmax = 125,4 MPa
  4. 4. τxy = 88,32 MPa
  5. 5. σθ = 2,277 MPa
  6. 6. σθ = 16,98 MPa

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