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Nach dem Hookeschen Gesetz ist die Verlängerung eines Stabes der
wirkenden Kraft proportional, d. h.:
A k,
el 9
® o,
welches bedeutet, daß die Verlängerungen der Fasern sich wie die zugehörigen
Spannungen verhalten.
Wir können also auch schreiben
l
5
Wir denken uns nun den betrach-
teten Querschnitt des Stabes in lauter
schmale Streifen (f) zerlegt. In einem
solehen Streifen im Abstande y von der
neutralen Faserschicht O—O haben wir
dann eine spezifische Spannung (Fig. 75):
e 4
— — oder o, — = Ks
Nach der Lehre der Zugfestigkeit
gibt das Produkt f - o, die innere Spann-
kraft, womit der Streifen f am benach-
barten Streifen des nächsten Querschnittes
haftet. Multiplizieren wir diese Kraft
(f- o,) mit dem Abstande y, so gibt das Produkt (f- o, - y) den Beitrag
des betrachteten Streifens zu dem Gesamt-Gegenmoment des Stabquerschnittes.
Die Summe
> f : 9, 3 Yy
gibt dann das ganze Moment, womit die Festigkeit des Stabes sich dem
äußeren Biegungsmoment (M, — P - a) entgegensetzt.
Wenn wir den Wert von o, — x - k, einführen, können wir auch die
Summe schreiben
wen Fr — %,
Im Gleiehgewichtszustande muß das äußere Biegungsmoment M, dem
inneren Gegenmoment gleich sein.
Daraus ergibt sich die Biegungsgleichung
2
an
ef - all.
Die rechte Seite dieser Gleichung kann man auch schreiben:
k eg |
= Er 2. R . y.
e
Der Ausdruck & f : y? bedeutet die unendliche Summe der Produkte aller
Flächenteilchen und dem Quadrate ihrer Abstände von der Achse O—0O.
Man nennt diese Summe das Trägheitsmoment des Querschnittes
und hat hierfür die Bezeichnung J.
Also ist
I=,D>f*y'(em)):