Spannungsverteilung zwischen zwei Hohlzylindern

[PeterK (Gast)]

Hallo zusammen,

ich hätte da mal eine Frage...

Auf dem Bild ist ein Baugruppe zu sehen, an dem ich Spannungen gemessen 
habe (FEM).
Wichtig ist, dass Bauteil 1 einen geringeren E-Modul hat (73.000 N/mm²) 
gegenüber Bauteil 2 (210.000 N/mm²). Wenn nun Druck bzw. Zugkraft auf 
die Baugruppe ausgeübt wird, wird Bauteil 1 gestaucht bzw. gestreckt. 
Bei einer gewissen Kraft ist dann der Spalt, der zwischen Bauteil 3 und 
Bauteil 2 (bei Druckkraft) ist oder der Spalt, der zwischen Bauteil 3 
und 5 (bei Zugkraft) ist gleich Null und Bauteil 2 wird mit gedehnt bzw. 
gestaucht. (Bauteil 3 und 5 haben einen E-Modul von 210.000 N/mm²)
Bei Druckkraft ist die Spannungsverteilung (wenn Bauteil 2 mit 
belastetet wird) zwischen Bauteil 2 und 1 so wie angenommen: Beide 
Bauteile werden mit einem E-Modul von 210.000 N/mm²  gestaucht.
Jedoch bei der Zugkraft ist die Spannungsverteilung anders! Da wird 
Bauteil 1 stärker belastet als bei der Druckkraft, aber Bauteil 2 wird 
gleich belastet wie bei der Druckkraft.
Vielleicht kann mir einer sagen, warum das so ist.

Schon einmal danke dür die Antworten!

[L. H. (holzkopf)]

PeterK schrieb:
> Jedoch bei der Zugkraft ist die Spannungsverteilung anders! Da wird
> Bauteil 1 stärker belastet als bei der Druckkraft, aber Bauteil 2 wird
> gleich belastet wie bei der Druckkraft.
> Vielleicht kann mir einer sagen, warum das so ist.

Für eine mögliche Erklärung könntest Du in die Richtung denken, daß 
Zugkraft nicht = Druckkraft ist.
Womit ich nicht die unterschiedlichen Kraftrichtungen meine, sondern die 
Auswirkungen der jeweiligen Kraft auf das belastete Material.

Die Annahme, Zugbelastbarkeit = Druckbelastbarkeit ist nämlich eine 
Vereinfachung der tatsächlichen Verhältnisse. :D
Spannungs-/Dehnungsdiagramme basieren auf der Zugbelastbarkeit des 
Materials.
Die dabei ermittelten Werte werden dann sozusagen "stillschweigend" auch 
für die Druckbelastbarkeit mit übernommen.

Wobei auch "untergebuttert" wird, daß unter Druck etwas prinzipiell 
anderes geschieht als unter Zug.
Während unter Zug eine Materialeinschnürung und somit eine 
Querschnitts-Verkleinerung stattfindet, ist unter Druck das genaue 
Gegenteil davon der Fall:
Durch die Stauchung erfolgt eine Material-"Ausbauchung" und somit eine 
Querschnitts-Vergrößerung.
Weshalb es auch legitim ist, herzugehen und die Druckbelastbarkeit mit 
den Werten der Zugbelastbarkeit "abzudecken".

In besonderen Einzelfällen, wie z.B. in Deinem, kann das aber dann schon 
zum Tragen kommen und zu unerwarteten Ergebnissen führen.

Am besten durchdenkst Du Dir das m.E. einerseits unter diesem 
Gesichtspunkt und andererseits auch noch unter dem, daß Teil 1 und Teil 
2 eine Gemeinsamkeit haben:
Vereinfacht kannst Du sie beide als hohlgebohrte Dehnelemente einordnen.

Wobei sie jedoch auf Grund ihrer unterschiedlichen Durchmesser (in ihrem 
hauptsächlichen Dehnungs- bzw. Stauchungsbereich) auch sehr 
unterschiedliche Querschnitte haben.

Leider kann ich Dir nicht mehr sagen, in welcher Größenordnung der 
tatsächliche Unterschied Zug/Druck liegt. Wußte ich mal - ist aber zu 
lange her.
Du kannst aber mal im Netz danach suchen.
Und vielleicht dadurch eine Erhärtung des Erklärungsansatzes finden. :)