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Prüfen Sie einen Balken oder ein schlankes Bauteil vorläufig von Lagerung und Belastung über Auflagerkräfte, Querschnittswerte, Biege- und Schubspannung sowie Durchbiegung bis zur Euler-Knickprüfung. Die Ergebnisse sind keine Konstruktionsfreigabe.
Themen
Dieser Ablauf eignet sich für eine vorläufige Rechennotiz, eine Lehrübung oder eine frühe technische Prüfung. Bestimmen Sie zuerst das Lagermodell und die untersuchte Einwirkung. Ein Kragträger hat ein eingespanntes und ein freies Ende; ein beidseitig gelagerter Balken hat zwei idealisierte Lager. Das gewählte Modell bestimmt, welche Gleichungen für Auflagerkräfte, Moment, Querkraft und Durchbiegung sinnvoll sind.
Erfassen Sie die Last als Punktlast oder Streckenlast, sofern der Rechner diese Form anbietet. Bei einer außermittigen Punktlast auf einem beidseitig gelagerten Balken notieren Sie den Abstand a vom linken Lager und prüfen im N/mm-Rechner 0 < a < L. Halten Sie das Einheitensystem sichtbar: Balken- und Spannungsrechner verwenden meist N, mm, MPa und mm⁴, während Reaktions- und Euler-Rechner ihre eigenen kN/m- oder GPa/m-Kombinationen vorgeben.
Führen Sie zunächst den passenden Balkenrechner aus. Einen beidseitig gelagerten Fall können Sie mit beam-reaction-force prüfen; er liefert beide Auflagerkräfte sowie maximale Querkraft und maximales Moment in kN-basierten Einheiten. Der Rechner für den beidseitig gelagerten Balken liefert dieselben Größen in N und mm und passt gut zu den nachfolgenden Spannungs- oder Durchbiegungsrechnern mit diesem System. Beim Kragträger müssen Moment und Querkraft an der Einspannung von einem Paar Auflagerkräfte unterschieden werden.
Berechnen Sie anschließend I und das Widerstandsmoment aus der Geometrie mit moment-of-inertia-calculator und section-modulus-calculator. Unterstützt werden Rechteck, Vollkreis, Hohlkreis beziehungsweise Rohr und I-Träger. Prüfen Sie Achse, Maße, Fläche und Einheiten, bevor Sie I in eine Durchbiegungs- oder Knickprüfung übernehmen. Eine plausible Zahl um die falsche Achse bleibt eine falsche Eingabe.
Verwenden Sie deflection-calculator nur für seine vier klassischen Fälle: Kragträger mit Endpunktlast oder Streckenlast sowie beidseitig gelagerter Balken mit mittiger Punktlast oder Streckenlast. Verwenden Sie bending-stress-calculator mit dem maßgebenden Biegemoment und der passenden Querschnittsform. Verwenden Sie shear-stress-calculator mit der maßgebenden Querkraft und derselben Querschnittsfamilie; der Rechner liefert für seine Idealisierungen maximale und mittlere Schubspannung.
Ist das Bauteil ein axial gedrückter Stab und kein quer belasteter Balken, ergänzen Sie column-buckling-load. Wählen Sie die Endbedingung bewusst und geben Sie das Trägheitsmoment um die Knickachse, Fläche, Elastizitätsmodul und Länge an. Behandeln Sie effektive Länge, Schlankheit, kritische Last und kritische Spannung als elastische Euler-Vorprüfung, nicht als vollständige Stabilitätsbemessung.
Ein wiederverwendbares Ergebnis nennt Lagerung, Lastmodus und Lastposition, Geometrie, Materialmodul, Achse, Einheiten, verwendete Rechner-Modi sowie Moment-, Querkraft-, Spannungs-, Durchbiegungs- oder Knickwerte. Prüfen Sie das Gleichgewicht der Auflagerkräfte, die konsistente Wiederverwendung der Querschnittswerte und den verwendeten Vergleichsgrenzwert. Annahmen und Normnachweise müssen von qualifizierten Ingenieurinnen oder Ingenieuren vorgenommen werden. Dieser Ablauf erteilt keine Konstruktionsfreigabe und darf nicht als Nachweis dargestellt werden, dass ein Bauteil sicher gebaut oder betrieben werden kann.
Workflow-Leitfaden
Beginnen Sie mit einer Skizze oder Beschreibung des idealisierten Bauteils. Verwenden Sie `cantilever-beam-calculator` für ein eingespanntes und ein freies Ende mit Endpunktlast oder Streckenlast. Verwenden Sie `simply-supported-beam-calculator` für Streckenlast, mittige Punktlast oder Punktlast an einer angegebenen Stelle. Den `deflection-calculator` verwenden Sie nur, wenn der Fall zu einer seiner vier klassischen Kombinationen passt.
Für einen beidseitig gelagerten Balken führen Sie `beam-reaction-force` mit kN- und m-Eingaben aus, um linke und rechte Auflagerkraft sowie maximale Querkraft und maximales Moment zu erhalten. Prüfen Sie denselben Fall mit `simply-supported-beam-calculator`, wenn der nächste Schritt N und mm verwendet. Beim Kragträger übernehmen Sie Moment und Querkraft an der Einspannung aus `cantilever-beam-calculator`; das sind keine zwei Auflagerkräfte.
Wählen Sie die tatsächliche Geometrie: Rechteck, Vollkreis, Hohlrohr oder I-Träger. Mit `moment-of-inertia-calculator` und `section-modulus-calculator` bestimmen Sie Flächenträgheitsmoment, Widerstandsmoment, Fläche und weitere geometrische Werte. Prüfen Sie Biege- oder Knickachse sowie die auf mm bezogenen Einheiten, bevor Sie fortfahren.
Verwenden Sie den Kragträgerweg für ein eingespanntes und ein freies Ende. Verwenden Sie den Weg für beidseitige Lagerung bei zwei idealisierten Lagern. Diese Fälle dürfen nicht vertauscht werden, weil Auflagerkräfte, Momente und Durchbiegungsformeln verschieden sind.
Wählen Sie eine Punktlast oder Streckenlast, sofern der Rechner sie anbietet. Bei einem beidseitig gelagerten Balken wählen Sie für eine nicht mittige Punktlast den versetzten Lastfall und geben den Abstand zum linken Lager an.
Für Querlasten verwenden Sie die Querschnitts- und Spannungsrechner. Den Euler-Rechner ergänzen Sie nur für einen axial gedrückten Stab, wenn Lagerung, Fläche, Trägheitsmoment, Elastizitätsmodul und Länge bekannt sind.
Geben Sie I, Elastizitätsmodul, Länge und Last in `deflection-calculator` ein, wenn ein klassischer elastischer Fall vorliegt. Verwenden Sie das maßgebende Moment mit `bending-stress-calculator` und die maßgebende Querkraft mit `shear-stress-calculator`; in beiden Spannungsrechnern muss dieselbe Querschnittsfamilie gewählt werden. Vergleichen Sie nur mit einem ausdrücklich genannten vorläufigen Grenzwert; ein kleiner Wert beweist keine ausreichende Bemessung.
Bei überwiegend axial gedrückten Stäben verwenden Sie `column-buckling-load` mit E in GPa, I um die Knickachse in mm⁴, Querschnittsfläche in mm², Länge in m und der ausgewählten Endbedingung. Prüfen Sie effektive Länge, Trägheitsradius, Schlankheit, kritische Last und kritische Spannung als elastische Euler-Vorprüfung; kurze Stäbe und die vollständige Stabilitätsbemessung erfordern weitere Ingenieurarbeit.