Diskussion:Schubmittelpunkt

Unverständlich

• In welchen Bereichen ist der Begriff gebräuchlich
• Kann man einen Querschnitt verdrehen?
• Ohne Zeichnung wird das kaum verständlich 'rüberzubringen sein.
• Insgesammt viele mehrdeutige Formulierungen!

-- RainerBi ✉ 18:35, 4. Jan 2005 (CET)

Verbesserungsbemühungen

Danke erst mal für die Skizze, so kommen wir der Sache allmählich näher.

M.E. bleibt für einen unbedarften Leser (und teilweise auch für mich) unklar:

• Was sind Querkräfte? Wo am Profil greifen die auf welche Weise an? (Ein kraftpfeil in der Skizze sagt mehr als 1000 Worte ...)
• Wo ist die Symmetrieachse beim U-Profil? Bitte in der Skizze Ergänzen
• Der Torsion-Link geht gegenwärtig auf eine Begriffsklärung, das ist nicht hilfreich
• Eine Skizze, wie der Querschnitt durch Kräfte, die nicht am S. gehen, verformt wird wäre Gold wert.
• Ein Praxisbezug ebenfalls, insbesondere, wie man beim U-Profil im „wirklichen Leben“ dort in der freien Luft eine Kraft angreifen lassen soll.

Sieht das so aus?

Ah, ich glaube, ich fange an zu verstehen! Ich vermute mal, wenn die Kraft wie rechts gezeichnet am äußeren Ende eines Kragbalkens angreift, wird der Balken einfach gebogen (am losen Ende ausgelenkt), aber nicht in sich verdreht. Richtig? -- RainerBi ✉ 15:55, 24. Jan 2005 (CET)

Nein, das ist falsch. Die eingezeichnete Kraft ist keine Querkraft. Die Querkraft wirkt, wie der Name schon sagt QUER zur Symmetrieachse (in diesem Beispiel). Die Symmetrieachse geht durch Schwer- und Schubmittelpunkt. Demnach wäre eine Querkraft eine Kraft, die von links oder von rechts auf den Querschnitt einwirkt. Was hier eingezeichnet ist, ist eine Überlagerung von Normal- und Querkraft, die zu einer schiefen Biegung führen würde, d.h. der Querschnitt würde durchgebogen UND tordiert. -- JohnClark85 10:43, 17. Jul. 2007 (CEST)

Das nehme ich auch an. Besser für das Verständnis vom Wesen des S. wäre eine bildliche Darstellung mit einem gleichschenkligen Winkelprofil. Der S. befindet sich dabei im Schnittpunkt der Schenkel. Läßt man an dieser Stelle eine (resultierende) Kraft im 45-Grad-Winkel einwirken, dann ergibt sich, daß diese bei Aufteilung in Richtung der Schenkel exakt gleich große Kräfte sein müssen und daraus ergibt sich wiederum logisch, daß außer der Längsbiegung kein Torsionsverzug erfolgen kann. Eine Darstellung mit weiteren S. ist in http://mechanik.tu-berlin.de/brunk/daten/merkbl/konstr_ber/uebersichtsblatt_2.pdf zu finden. -- WHell 10:50, 25. Jan 2005 (CET)

In der Realität gebraucht man es um zum Beispiel herauszufinden um welchen Punkt ein Haus tordiert, wenn man Windkräfte angreifen lässt. Der Artikel imho ist insgesamt noch sehr erweiterbar. Interessant wirds nämlich erst, wenn Querschnitte unsymmetrisch sind. Vor allem um die formelmäßigen Zusammenhänge klar werden zu lassen sind insbesondere in der Technischen Mechanik Rechnungen mehr Wert als jedes Bild oder Text. Was haltet ihr davon ? =) Mfg Martin (nicht signierter Beitrag von 81.210.229.86 (Diskussion) 20:52, 21. Feb. 2011 (CET))

Offene Fragen

Ich tue mich etwas schwer mit dem Verständnis des Konzepts "Schubmittelpunkt".

Auf Anhieb will es mir nicht recht einleuchten, warum der Schubmittelpunkt des U-Profils außerhalb des 'U' liegt, statt innerhalb.

Stimmt die obige Aussage von Benutzer:JohnClark85, dass die in der Skizze angetragene Querkraft keine "Querkraft" im Sinne des Artikels sei, da eine solche bei den betrachteten Konstruktionsprofilen immer rechtwinklig zur Achse zwischen Schwer- und Schubmittelpunkt angreifen müsse? Dass die eingezeichnete Kraft eine "Überlagerung von Normal- und Querkraft" sei, würde ich infrage stellen, da eine Normalkraft ja üblicherweise parallel zur Längsachse angreift.

Auch der folgende Abschnitt des Artikels scheint mir fraglich:

Der Schubmittelpunkt fällt bei Vollprofilen mit dem Schwerpunkt zusammen. Bei dünnwandigen Querschnitten dagegen ist der Einfluss der Randzonen groß, so dass die Schubspannungen dem Profilverlauf folgen, da an einer freien Oberfläche nur tangentiale Spannungen auftreten können. Die Schubspannungen, die gewissermaßen durch den Profilverlauf gelenkt sind, können je nach Profil ein Moment auf den Schwerpunkt erzeugen.

@ProfessorX, Geof, Acky69, Cepheiden, Ferutsch: Falls sich jemand von Euch in der Lage sähe, den Artikel zu überarbeiten, würde ich mich freuen.

Vielleicht könnt Ihr bei der Gelegenheit auch gleich einmal meine jüngste Änderung im Artikel Querkraft prüfen.

Danke & liebe Grüße,

Kai Kemmann (Diskussion) - Verbessern statt löschen - 12:01, 22. Mai 2024 (CEST)

Ich stimme zu, der Artikel bräuchte mehr Bilder, insbesondere zum Verlauf der Schubspannung. Und eine Beispielberechung des Schubmittelpunkts. Um es verständlich zu machen.

Konkret finde ich aber an der genannten Passage nichts auszusetzen.

Bzgl. der Aussage von Benutzer:JohnClark85: Ich wäre mit dem Begriff Querkraft (und auch Normalkraft) hier generell sehr vorsichtig, da Schnittgrößen normalerweise auf den Schwerpunkt bezogen werden. Für doppelsymmetrische Querschintte wohldefiniert - hier sorgt es für Verwirrung. Ich hätte die im Bild rot dargestellte Kraft einfach als (äußere) Kraft bezeichnet.

Ich kenne das U-Profil-Beispiel nur so, dass für eine parallel zum Steg, also im Bild horizontal, angreifende Kraft der Schubmittelpunkt berechnet wird. Ob die schräg angreigende rote Kraft ebenso keine Torsion verursacht bin ich mir unsicher und konnte ich spontan nicht klären. Schiefe Biegung ist es aber allemal.

Begrifflich auch wichtig: Die im Schubmittelpunkt angreifende Kraft erzeugt keine Verdrehung/Torsion/Torsionsbeanspruchung, sehr wohl aber immer noch ein Torsionsmoment bzgl. des Schwerpunkts! Das Moment wird lediglich durch die assymetrische Schubspannungsverteilung genau konterkariert.

Schwieriges Thema... Wenn ich irgendwann mal ganz viel Langeweile habe, mache ich mir vielleicht mal Gedanken über eine Überarbeitung... Was andere nicht davon abhalten soll, mir zuvor zu kommen. Grüße, Ferutsch (Diskussion) 22:40, 22. Mai 2024 (CEST)

Da bin ich ein wenig erleichtert, dass es nicht nur mir schwerfällt, sich das vorzustellen.

Ich werde wohl einmal ein U-Profil in den Schraubstock spannen und dann daran herumdrücken, um das nachzuvollziehen.

Würden denn wohl bei einem Vollprofil mit dreieckigem ober halbkreisförmigem Querschnitt auch Schwer- und Schubmittelpunkt zusammenfallen?

Hier werden die Schubspannungen innerhalb des Profilquerschnitts dargestellt. Mir ist aber nicht klar, warum diese beim oberen Flansch des Doppel-T-Trägers aufgrund der nach unten gerichteten Querkraft zusammen und im unteren Flansch auseinander laufen.

Noch mysteriöser: Hier liegt der Schubmittelpunkt des Rohres auf der allerletzten Abbildung rechts unten offenbar links außerhalb des Profils, obwohl ein Rohr doch punktsymmetrisch ist und darum einen zentralen Schubmittelpunkt haben sollte ..?

Kai Kemmann (Diskussion) - Verbessern statt löschen - 15:07, 23. Mai 2024 (CEST)

Meines Wissens nach ist der Schubmittelpunkt nur bei dünnwandigen Querschnitten relevant. Da dort die Schubspannungen entlang der dünnen Wände verlaufen müssen, da sie am äußeren Rand verschwinden müssen. Für eine bspw. vertikal wirkende Kraft ergeben sich also auch horizontale Schubspannungen. Beim Vollquerschnitt hingegen, egal welcher Form, kann die vertikal wirkende Kraft dann tatsächlich auch durch annähernd vertikale Schubspannungen abgetragen werden, ohne ein Moment auf den Schwerpunkt zu erzeugen.

Die zweite Quelle https://wandinger.userweb.mwn.de/TM2/v5_1.pdf kann ich klären: Das Rohr ist rechts geschlitzt, also unterbrochen. Dadurch ergibt sich die Exzentrizität und andere Schubspannungen als beim ungeschlitzten Rohr. Auch so ein klassisches Schubmittelpunkt-Beispiel. --Ferutsch (Diskussion) 23:03, 23. Mai 2024 (CEST)