Statik und Festigkeit

Balkendurchbiegung berechnen

Auflagerkräfte, Querkraft, Biegemoment, Spannung und maximale Durchbiegung für vier grundlegende Lastfälle bestimmen.

wmaxSI
01

Balkenmodell

02

Ergebnisse

ƒ(x)

Eingaben festlegen und Berechnung starten.

Eingaben und Rechenweg

Balkendurchbiegung nach Euler-Bernoulli

Berechne Auflagerkräfte, Moment, Spannung und Durchbiegung für grundlegende Balkenlastfälle.

Eingaben

Länge, Last und Lastposition, Elastizitätsmodul E, Flächenträgheitsmoment I sowie Widerstandsmoment W beschreiben Balken und Lastfall.

E beschreibt Materialsteifigkeit, I die Querschnittsverteilung und L die Hebelwirkung der Last. Die Durchbiegung wächst deshalb meist stark mit L und sinkt stark mit I; Festigkeit allein garantiert noch keine ausreichende Steifigkeit.

Zusammenhang

Die Euler-Bernoulli-Gleichung EI·w″ = M(x) verbindet Momentenlinie und Krümmung; Randbedingungen bestimmen die Durchbiegung.

Beispiel

Eine Verdopplung von I halbiert bei gleichem Lastfall näherungsweise die Durchbiegung.

Quellen und Grenzen: Klassische Balkentheorie mit kleinen Verformungen und linear-elastischem Material; Schubverformung und Eigengewicht sind nicht enthalten.

Lastfälle

Lagerung, Last und Durchbiegung

Vier Grundfälle zeigen, wie Lagerung und Belastung die Durchbiegung bestimmen. θmax ist bewusst nicht eingezeichnet.

Einfach gelagert · Punktlast

FLyₘₐₓ

Einfach gelagert · Streckenlast

wLyₘₐₓ

Kragarm · Endkraft (freies Ende)

FLyₘₐₓ

Kragarm · Streckenlast

wLyₘₐₓ
Eigene schematische Darstellung · nicht maßstäblich
Einsatz

Wofür der Rechner hilft

Länge, Last, Elastizitätsmodul sowie I und W beschreiben einen prismatischen Balken. Typische Anwendungen sind erste Steifigkeitsabschätzungen für Träger, Konsolen oder Maschinenrahmen.

Grenzen

Was zusätzlich zu prüfen ist

Euler-Bernoulli setzt kleine Verformungen, linear-elastisches Material und einen schlanken Balken voraus. Schubverformung, Eigengewicht und Stabilitätsversagen sind nicht enthalten.