Belastung (Physik)
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Als Belastung werden alle äußere Kräfte bezeichnet, die auf ein Bauteil wirken. Entsprechend dem Newtonschen Reaktionsprinzip führt dies immer zu einer Beanspruchung im Bauteil, die als Spannung ausgedrückt wird und je nach Steifigkeit entsprechende Gestaltänderungen (Dehnungen) auslöst.
Belastungen können sich zeitlich ändern. Daher werden folgende Fälle unterschieden:
- Belastungsfall I: Ruhende / statische Belastung – Belastung steigt nur bis zu einem bestimmten Punkt und bleibt ab dort konstant. (Beispiel: Last hängt am Seil)
- Belastungsfall II: Schwellende Belastung – Die Kraft schwankt, ist jedoch stets ungleich 0. (Beispiel: Pleuelschraube)
- Belastungsfall III: Schwingende / wechselnde Belastung – Die Kraft schwingt von Minus nach Plus und Plus nach Minus etc. (Beispiel: Pleuel)
Die Belastungsfälle II und III können weiter beschrieben werden, in dem von einem praktisch häufigen periodischen (zumeist sinusförmigen) zeitlichen Belastungsverlauf ausgegangen wird. Ausschlaggebend sind dann das obere bzw. untere Maximum der Belastungskurve. Ihr Verhältnis, auch Belastungsverhältnis genannt, ist der R-Wert
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Wenn entsprechend der Vorzeichenkonvention Druckspannungen mit negativem und Zugspannungen mit positivem Vorzeichen versehen werden, so können für R folgende Spezialfälle unterschieden werden, die jeweils eigene Bezeichnungen tragen:
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R-Wert σmin σmax Bezeichnung 0 0 >0 Zugschwellbelastung (Fall II) ∞ <0 0 Druckschwellbelastung (Fall II) -1 <0 − σmin Wechselbelastung (Fall III)
