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
τxy​ = −70MPareiner Schub

Ein Punkt an der Oberfläche einer tordierten Welle steht unter reinem Schub mit τₓᵧ = −70 MPa (σₓ = σᵧ = 0). Bestimme die Normalspannung σθ in einem Schnitt, dessen Normale um 45° gegen den Uhrzeigersinn aus der x-Achse gedreht ist.

τxy = −70 MPaθ = 45°
σθ = MPa
2.Leicht
τxy​ = 20MPareiner Schub

Ein Punkt an der Oberfläche einer tordierten Welle steht unter reinem Schub mit τₓᵧ = 20 MPa (σₓ = σᵧ = 0). Bestimme die Normalspannung σθ in einem Schnitt, dessen Normale um 30° im Uhrzeigersinn aus der x-Achse gedreht ist.

τxy = 20 MPaθ = -30°
σθ = MPa
3.Mittel
σx​ = 120σy​ = 40MPaτxy​ = ?

In einem Punkt gilt σₓ = 120 MPa und σᵧ = 40 MPa. Wie groß darf die Schubspannung τxy (Betrag) werden, bevor die größte Hauptspannung 145 MPa erreicht?

σx = 120 MPaσy = 40 MPaσ1 = 145 MPa
τxy = MPa
4.Mittel
σx​ = 20σy​ = 20τxy​ = −50MPa

In einem Punkt gilt σₓ = 20 MPa, σᵧ = 20 MPa und τₓᵧ = −50 MPa (Zug positiv). Das Element wird um 20° im Uhrzeigersinn gedreht. Bestimme die Normalspannung σy′ auf den Flächen des gedrehten Elements, die senkrecht zur gedrehten y′-Achse stehen.

σx = 20 MPaσy = 20 MPaτxy = −50 MPaθ = -20°
σy′ = MPa
5.Schwer
35°D = 500 mm, t = 8 mm, p = 0,8 MPap

Ein dünnwandiger zylindrischer Behälter mit 500 mm Innendurchmesser und 8 mm Wanddicke enthält Gas mit einem Überdruck von 0,8 MPa. Er ist aus Blech gefertigt, das entlang einer schraubenförmigen Naht unter 35° zur Zylinderachse verschweißt ist. Bestimme die Normalspannung σn, die quer zur Schweißnaht wirkt.

D = 500 mmt = 8 mmp = 0,8 MPaα = 35°
σn = MPa
6.Schwer
σx​ = 20σy​ = 40τxy​ = 20MPa

An einem Punkt eines belasteten Bauteils gilt σₓ = 20 MPa, σᵧ = 40 MPa und τₓᵧ = 20 MPa (Zug positiv). Bestimme die Schubspannung τθ in einem Schnitt, dessen Normale um 45° im Uhrzeigersinn aus der x-Achse gedreht ist (positiv im selben Sinn wie τₓᵧ).

σx = 20 MPaσy = 40 MPaτxy = 20 MPaθ = -45°
τθ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. σθ = −70 MPa
  2. 2. σθ = −17,32 MPa
  3. 3. τxy = 51,23 MPa
  4. 4. σy′ = −12,14 MPa
  5. 5. σn = 20,89 MPa
  6. 6. τθ = −10 MPa

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