27.4
Wenn das Material einer Schubspannung ausgesetzt wird, kann die Dehnungsenergiedichte in integraler Form als Produkt aus der Schubspannung und der entsprechenden Schubdehnung ausgedrückt werden.
Innerhalb der Elastizitätsgrenze ist die Schubspannung proportional zur Schubdehnung, wobei eine Proportionalitätskonstante der Steifigkeitsmodul ist.
Bei der Integration wird die Dehnungsenergiedichte als Produkt aus dem Steifigkeitsmodul und der Scherdehnung zum Quadrat ausgedrückt.
Die entsprechende Dehnungsenergie kann berechnet werden, indem die Dehnungsenergiedichte über ein Element mit kleinem Volumen integriert wird. Diese Gleichung gilt nur für elastische Verformungen.
Stellen Sie sich eine Welle vor, die einem oder mehreren verdrehten Paaren ausgesetzt ist. Die Schubspannung einer Querschnittsfläche A, die sich in einem Abstand x von einem festen Ende befindet, kann als internes Drehmoment und polares Trägheitsmoment J ausgedrückt werden.
Die in einer solchen Welle gespeicherte Dehnungsenergie kann in integraler Form als Verdrehmoment ausgedrückt werden. Das Umschreiben des Volumenelements in Bezug auf die Querschnittsfläche vereinfacht den Ausdruck.
Wie in früheren Lektionen besprochen, ist die Dehnungsenergie in einem Material die Energie, die gespeichert wird, wenn es elastisch verformt wird, ei…
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