Was ist eine Scherebene?

Eine Scherebene ist die Ebene, in der Scherbeanspruchung auftritt.Wie bei normaler Spannung ist die Scherbeanspruchung ein Maß für die Kraft pro Flächeneinheit.An einem bestimmten Zeitpunkt einer Struktur gibt es viele mögliche Ebenen, die definiert werden können, um die Stress zu messen.Dementsprechend ist die Scherebene, welcher Ebene auch immer der fragliche Bereich enthält.Die Scherebene ist nützlich für Ingenieure, die die inneren Spannungen in Strukturen analysieren.

Stress hat die gleichen Einheiten wie Druck: Kraft pro Fläche.Normale Spannung ergibt sich, wenn eine Komponente in Spannung oder Komprimierung eingesetzt wird.Wenn ein Metallstab vertikal gedehnt wird, widersetzt sich eine innere Spannung dazu, einer weiteren Deformation zu widerstehen.Diese Spannung erfolgt in horizontalen Querschnitten der Stange.Die Spannung soll normal sein, da sie auf einen rechten Winkel oder normal zu den horizontalen Spannungsebenen gerichtet ist.

Scherspannung ähnelt der normalen Belastung, da sie die gleichen Einheiten aufweist.Die Spannungsrichtung ist jedoch parallel zu seiner Spannungsebene.Diese Art von Stress könnte sich ergeben, wenn unterschiedliche Kräfte auf denselben Metallbalken angewendet würden.Wenn jemand den Boden der Bar stationär hielt, während er versuchte, die Oberseite der Bar nach rechts zu bewegen.Die resultierende innere Spannung wird als Scherspannung bezeichnet, da Teile des Balkens versuchen zu gleiten oder zu scheren, vorbei.

Unter diesen Belastungsbedingungen wären die Spannungen auf einer horizontalen Ebene in der Mitte des Stabs die horizontal gerichtete Scherspannungen.Der Boden der Stange würde versuchen, nach links zu gehen;Es würde links in einer horizontalen Scherebene ausgesetzt werden.Die Oberseite der Bar würde versuchen, nach rechts zu gehen;Es würde die richtigen Kräfte auf derselben Scherebene aussetzen.

Die Analyse der Scherebene ist wichtig, um das mechanische Versagen einer Struktur zu verhindern.Jedes Material hat eine Grenze dafür, wie viel Stress es ertragen kann.Diese Grenze ist eher eine Eigenschaft des Materials selbst als die Form des Objekts.Zum Beispiel könnten zwei Gummibänder in verschiedenen Größen hergestellt werden, jedoch aus demselben Material.Der größere kann mehr Kraft standhalten, bevor sie brechen, aber nur, weil er mehr Querschnittsfläche hat, um die Kraft zu verteilen;Die interne

-Spannung ist bei beiden Größen gleich.

Ebenso können Komponenten aufgrund von zu viel Scherbeanspruchung brechen.Wenn eine Komponente durch Scherbeanspruchung ausfällt, rutschen Teile davon buchstäblich aneinander vorbei.Alte Metallschrauben beispielsweise scheitern beispielsweise auf diese Weise.Die Grenze für die Scherspannung ist wie bei normaler Spannung eine materielle Eigenschaft.