Plastische Verformung in kreisförmigen Wellen

Wenn Werkstoffe Beanspruchungen ausgesetzt werden, die ihre Streckgrenze überschreiten, kommt es zu einer plastischen Verformung, die zu einer dauerhaften Dehnung führt. Bei kreisförmigen Wellen verändert die plastische Verformung ihre Konfiguration.

Eine genaue Beurteilung der plastischen Verformung erfordert die Bestimmung der Spannungsverteilung innerhalb der kreisförmigen Welle.

Wenn die maximale Schubspannung im Material bekannt ist, ergibt die Darstellung eines Schub-Spannungs-Dehnungs-Diagramms die entsprechende maximale Schubdehnung.

Es ist zu beachten, dass die Schubdehnung linear mit dem Abstand von der Wellenachse variiert. Die Beziehung zwischen Schubdehnung und radialem Abstand wird durch Einsetzen des Werts für die maximale Schubdehnung ermittelt. Weiterhin wird die Beziehung zwischen Schubspannung und radialem Abstand ermittelt.

Unter Verwendung der integralen Beziehung und unter Ersetzen der Elementarfläche und des polaren Trägheitsmoments in Bezug auf den Wellenradius kann das ultimative Drehmoment, das ein Wellenversagen verursacht, bestimmt werden, indem der Wert der ultimativen Schubspannung des Materials maximiert wird.

Die entsprechende fiktive Spannung wird als Bruchmodul in der Torsion des gegebenen Materials bezeichnet.