Was ist ein Scherflugzeug?
Eine Scherebene ist die Ebene, in der die Schubspannung auftritt. Die Schubspannung ist wie die normale Spannung ein Maß für die Kraft pro Flächeneinheit. An jedem Punkt in einer Struktur gibt es viele mögliche Ebenen, die zur Messung von Spannungen definiert werden können. Dementsprechend ist jede Ebene, die den fraglichen Bereich enthält, die Scherebene. Die Scherebene ist nützlich für Ingenieure, die die inneren Spannungen in Strukturen analysieren.
Stress hat die gleichen Einheiten wie Druck: Kraft pro Fläche. Normale Beanspruchung entsteht, wenn eine Komponente unter Spannung oder Druck steht. Wenn ein Metallstab vertikal gedehnt wird, besteht die Tendenz, dass eine innere Spannung einer weiteren Verformung widersteht. Diese Spannung tritt in horizontalen Querschnitten der Stange auf. Die Spannung wird als normal bezeichnet, da sie in einem rechten Winkel oder normal zu den horizontalen Spannungsebenen ausgerichtet ist.
Die Scherbeanspruchung ähnelt der normalen Beanspruchung, da sie die gleichen Einheiten aufweist. Die Spannungsrichtung ist jedoch parallel zu ihrer Spannungsebene. Diese Art von Beanspruchung kann auftreten, wenn eine andere Kraft auf den gleichen Metallstab ausgeübt wird. Nämlich, wenn jemand den unteren Teil der Leiste unbeweglich hielt, während er versuchte, den oberen Teil der Leiste nach rechts zu bewegen. Die resultierende innere Spannung wird Scherbeanspruchung genannt, da Teile der Stange versuchen, aneinander vorbei zu gleiten oder zu scheren.
Unter diesen Belastungsbedingungen wären die Spannungen in einer horizontalen Ebene, die sich in der Mitte der Stange befinden, horizontal gerichtete Scherspannungen. Der untere Teil der Leiste würde versuchen, sich nach links zu bewegen. es würde Kräfte nach links in einer horizontalen Scherebene ausüben. Die Oberseite der Leiste würde versuchen, sich nach rechts zu bewegen. es würde rechte Kräfte auf derselben Scherebene ausüben.
Die Analyse der Scherebene ist wichtig, um das mechanische Versagen einer Struktur zu verhindern. Für jedes Material ist die Belastbarkeit begrenzt. Diese Grenze ist eine Eigenschaft des Materials selbst und nicht die Form des Objekts. Beispielsweise könnten zwei Gummibänder in unterschiedlichen Größen hergestellt werden, jedoch aus demselben Material. Der größere kann mehr Kraft aushalten, bevor er bricht, aber nur, weil er mehr Querschnittsfläche hat, um die Kraft zu verteilen. Die innere Spannung ist bei Versagen für beide Größen gleich.
Ebenso können Bauteile durch zu hohe Scherbeanspruchung brechen. Wenn eine Komponente durch Scherbeanspruchung versagt, gleiten Teile davon buchstäblich aneinander vorbei. Beispielsweise versagen alte Metallschrauben häufig auf diese Weise. Die Grenze der Scherbeanspruchung ist wie bei normaler Beanspruchung eine Materialeigenschaft.