Was ist eine Scherlast?

Eine Scherlast ist eine Kraft, die bei einem strukturellen Element Scherbeanspruchung verursacht.Die Scherspannung, die eine Kraft pro Flächeneinheit ist, tritt in der Ebene senkrecht zu normaler Spannung auf;Es wird erstellt, wenn zwei Ebenen desselben Objekts versuchen, aneinander vorbei zu rutschen.Ingenieure müssen die Scherlast für Strukturen berechnen, um sicherzustellen, dass sie keinen mechanischen Fehler haben.Eine zu hohe Scherlast kann dazu führen, dass Materialien nachgeben oder dauerhaft verformen.

Normale Spannungen treten auf, wenn ein Material in Spannung oder Komprimierung eingesetzt wird.In diesem Fall befinden sich beide angewandte Kräfte entlang derselben Achse.Wenn die Kräfte entlang verschiedener Achsen angewendet werden, gibt es zusätzlich zu normalen Spannungen Scherspannungen.Ein quadratisches Element des Materials erlebt Kräfte, die es in ein Parallelogramm neigen.Die durchschnittliche Scherspannung in einem Material entspricht der Scherlast geteilt durch den fraglichen Querschnittsbereich.

Während die Scherbeanspruchung die Kraft pro Flächeneinheit ist, bezieht sich die Scherlast im Allgemeinen nur auf die Kraft selbst.Daher sind die geeigneten Einheiten die Einheiten-Kraft, die am häufigsten Newtons oder Pfundgewalt.Wenn eine Scherlast auf ein eingeschränktes Material angewendet wird, ist eine Reaktionskraft dafür verantwortlich, das Material stationär zu halten.Diese Reaktionskraft ist die „zweite“ Kraft;In Kombination mit einer Reaktionskraft kann eine einzelne Kraft zu Scherspannungen führen.

Die Scherlast ist wichtig für die Berechnung der Spannungen in einem Strahl.Die Euler-Bernoulli-Strahlgleichung bezieht die Scherlast auf die Biegebewegung in einem Strahl.Ein Biegemoment ist das Drehdrehmoment, als ein Strahl ablenkt.Die maximal zulässige Scherlast auf einem Strahl hängt sowohl mit dem Material als auch mit der Geometrie des Strahls und des MDASH zusammen. Dickere Strahlen aus stärkeren Materialien können höhere Scherlasten ertragen.

Wenn Kräfte dazu führen, dass innere Belastungen zu hoch werden, ergibt sich ein Material.Das permanent veränderte Veränderungen der entspannten Form und Größe eines Materials, wie es auftritt, wenn das Material frei von externen Kräften ist.Eine Papierklammer kann leicht von Hand an den Ertragspunkt gebracht werden.Wenn Sie nicht nur die Geometrie eines Materials verzerren, können die Materialien auch anfälliger für Frakturen werden.Die Behandlung dieses Risikos ist für zivil- und mechanische Ingenieure von entscheidender Bedeutung.

Die Entscheidung, welche Materialien die stärksten sind oder die höchsten Ertragspunkte haben, ist durch Experiment einfacher als durch theoretische Analyse.Es ist beispielsweise allgemein bekannt, dass Stahl mehr interne Spannungen tolerieren kann als Aluminium.Die Erklärung, warum dies der Fall ist, ist Gegenstand mehrerer konkurrierender Theorien.Einige dieser Theorien betonen den Scherstress als grundlegend für die Erklärung, wann Materialien ergeben.