Kerbspannungen sind Biegespannungen – was sind gute und böse Kerben?

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Vol. 34; no. 4; pp. 427 - 429
• Main Authors: Mattheck, C., Scherrer, M., Tesari, I.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim WILEY‐VCH Verlag 01.04.2003
• Subjects: hazard beam; Kerben; Kerbspannung; Multilinearisierung; multi‐linearization; Notch stresses; notches; Optimierung; optimization; Unglücksbalken
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.200390088

Die Entstehung von Kerbspannungen in einem Bauteil kann durch die Vorstellung einer überlagerten Biegung anschaulich erklärt werden. Die gekrümmte Oberfläche der Kerbe kann als konkave Seite eines stark gekrümmten Biegeträgers angesehen werden. Die nichtlineare Biegespannungsverteilung des Biegeträgers überlagert sich mit der Nennspannung und erzeugt die Spannungskonzentration in der Kerbe. Zur Vermeidung solcher Kerbspannungen muss sich der Anstieg der Spannung in der Kerbe mit dem Abfall der Nennspannung kompensieren. Ein multilinearisiertes Modell der Kerbe veranschaulicht die Wechselwirkung zwischen Umlenkung des Kraftflusses und Querschnittsverbreiterung des Bauteils. Notch stresses are bending stresses – what are good and bad notches? The origin of a stress concentration in an engineering component can be explained by the imagination of superimposed bending stress. The curved surface of a notch can also be seen as the concave side of a heavily curved beam under bending. The nonlinear stress distribution of the beam under bending superimposes with the nominal stress and causes the stress concentration. In order to avoid such stress concentrations the increase of stress along the notch contour has to compensate with the decrease of the nominal stress. A multi‐linearized model demonstrates the interaction between the flow of stresses and the increase of the cross‐section of the component.