1.4 Zerlegung der Schubspannung
Hey, stell dir vor, du hast eine fiese Schubspannung, die auf dein Material einwirkt. So richtig fies, diese Spannung will dein Material zerreißen! Aber keine Panik, wir können sie austricksen!
Zuerst zaubern wir ein Koordinatensystem herbei. Die x-Achse zeigt ganz frech in Richtung der Flächennormalen, also quasi senkrecht von der Oberfläche weg. Die anderen beiden Achsen, y und z, chillen einfach daneben.
Jetzt kommt der Clou: Wir zerlegen die gemeine Schubspannung in ihre Einzelteile! So wird sie viel schwächer und wir können sie easy besiegen.
So wie ein Team aus verschiedenen Spielern besteht, besteht die Schubspannung aus zwei "Teilspannungen":
- Schubspannung in y-Richtung: Dies ist die Spannung, die die Fläche in Richtung der y-Achse zerreißen will.
- Schubspannung in z-Richtung: Dies ist die Spannung, die die Fläche in Richtung der z-Achse zerreißen will.
So können wir die Spannung viel besser verstehen und berechnen. Und außerdem macht es viel mehr Spaß, mit zwei kleinen Spannungen zu spielen als mit einer großen, bösen.
Es zeigt dir, wie die Schubspannung in ihre beiden Teile zerlegt wird. Sieh dir die Pfeile an:
- Der grüne Pfeil \(\tau_{xy}\) zeigt die Schubspannung in y-Richtung und
- der grüne Pfeil \(\tau_{xz}\) die Schubspannung in z-Richtung.
Die böse Schubspannung ist besiegt! Wir haben sie in zwei harmlose Teile zerlegt, die wir jetzt ganz einfach berechnen können.
Mit ein bisschen Fantasie und Koordinatensystemen können wir selbst die fiesesten Spannungen besiegen.
Wichtig: Die Schubspannung ist nicht so einfach zu verstehen wie die Normalspannung. Aber keine Angst, wir gehen das Ganze Schritt für Schritt durch. In den nächsten Abschnitten lernst du alles, was du über die Schubspannung wissen musst.