Was ist Biegespannung?

Biegebeanspruchung ist eine Form der Beanspruchung, die auftritt, wenn Lasten senkrecht auf ein Objekt ausgeübt werden, wodurch es gezwungen wird, sich unter der Last zu verbiegen. Der Grad der Biegung eines Objekts, der toleriert wird, bevor es dauerhaft deformiert wird, hängt von den Baumaterialien, der Größe und anderen Variablen ab. Die Prüfung von Produkten auf ihre Biegebeanspruchungstoleranzen ist ein wichtiger Bestandteil der Sicherheitsprüfung, insbesondere für Elemente, die im Bauwesen verwendet werden und bei denen Verformungen unter Belastung zu strukturellen Zusammenbrüchen und tödlichen Folgen führen können.

Viele Arten von Gegenständen können sich biegen, wobei ein einfaches Beispiel für Biegebeanspruchung in vielen Schränken auf der ganzen Welt zu finden ist. Schränke weisen typischerweise einen oder mehrere Stäbe auf, die an jedem Ende abgestützt sind. Wenn diese Stangen mit Kleidungsstücken, Schuhregalen und anderen Gegenständen beladen werden, können sie sich unter dem Gewicht der Ladung durchbiegen. Eine robuste Hängestange springt beim Entfernen der Last in ihre Position zurück. Schließlich kann die Last so hoch werden, dass die Stange infolge der Biegebeanspruchung dauerhaft gebogen wird oder einrastet.

Während des Biegens treten verschiedene physikalische Phänomene auf. Wenn sich ein Gegenstand biegt, wird eine Seite zusammengedrückt, weil sie unter dem Gewicht der Last teilweise gefaltet wird. Die andere Seite wird gestreckt. Wiederholte Biegebeanspruchungen, gefolgt von einer Verringerung der Belastung, können zu Rissen, Falten und anderen Problemen führen, die durch das Strecken und Zusammendrücken verursacht werden. Dies kann das Objekt schwächen und es auch bei gleicher Belastung in Zukunft einem höheren Risiko für bleibende Verformungen oder Brüche aussetzen.

Menschen nutzen diese Eigenschaft manchmal zu ihrem Vorteil. Einige Produkte werden beispielsweise in Behältern mit Aufsätzen geliefert, die unter Verwendung von Biegebeanspruchung entfernt werden können. Während des Transports kann sich das Oberteil unter Belastung verbiegen und biegen. Sobald jemand bereit ist, es zu benutzen, wird das Oberteil mehrmals hin und her gebogen, wodurch es geschwächt wird und dann abbricht. Menschen können Stress auch verwenden, um Objekte unterschiedlicher Länge für Projekte zu biegen oder zu fangen.

Für Spannungsberechnungen können verschiedene Formeln verwendet werden, die die Biegespannung beschreiben. Diese Formeln berücksichtigen das Gewicht und die Art der verwendeten Materialien, um zu bestimmen, wann sie die Schwelle zwischen Biege- und Erholungsfähigkeit und dauerhaften Schäden überschreiten. Ingenieure und Architekten verwenden diese Formeln beim Entwerfen von Gebäuden, Ausrüstungen und anderen Projekten und entwickeln sichere Toleranzen, um sicherzustellen, dass das fertige Produkt durch Beanspruchung nicht dauerhaft beschädigt wird.