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Ein idealer Kragträger mit Endkraft biegt sich an der freien Spitze proportional zu Kraft und dritter Potenz der Länge durch.
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Formel
δ,L in m; F in N; E in Pa; I in m4
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| Vertikale Enddurchbiegung | m | |
| Kraft am freien Ende | N | |
| Trägerlänge | m | |
| Young-Modul | Pa | |
| Flächenträgheitsmoment | m4 |
\delta=\frac{FL^3}{3EI}Die Euler-Bernoulli-Lösung gilt für schlanke, prismatische Träger mit kleiner elastischer Durchbiegung, konstantem EI und ideal fester Einspannung. Schubverformung, Eigengewicht, lokale Eindrückung und plastische Effekte fehlen. Verdoppelte Länge erhöht die Enddurchbiegung bei sonst gleichen Größen um Faktor acht.
Die Euler-Bernoulli-Lösung gilt für schlanke, prismatische Träger mit kleiner elastischer Durchbiegung, konstantem EI und ideal fester Einspannung. Schubverformung, Eigengewicht, lokale Eindrückung und plastische Effekte fehlen. Verdoppelte Länge erhöht die Enddurchbiegung bei sonst gleichen Größen um Faktor acht.
Ein idealer Kragträger mit Endkraft biegt sich an der freien Spitze proportional zu Kraft und dritter Potenz der Länge durch.
Grundgleichung für die Zielgröße
Bei Umstellungen Vorzeichen, Randbedingungen und Einheiten beibehalten.
Berechne das Zahlenbeispiel zu „Enddurchbiegung eines Kragträgers mit Spitzenkraft“ und prüfe Einheit sowie Größenordnung.
Mit F=100 N, L=1 m, E=200 GPa und I=1·10−6 m4 folgt δ=0,167 mm.
Eine verwandte Größe mit gleicher Symbolschreibweise einsetzen.
Nutze Variablendefinitionen und prüfe: δ,L in m; F in N; E in Pa; I in m4.
Formelcluster
Ein idealer Kragträger mit Endkraft biegt sich an der freien Spitze proportional zu Kraft und dritter Potenz der Länge durch.
Mit F=100 N, L=1 m, E=200 GPa und I=1·10−6 m4 folgt δ=0,167 mm.
Steifigkeit eines schlanken Kragträgers unter einer Einzelkraft am freien Ende abschätzen.
Eine typische Aufgabe Schritt für Schritt: Enddurchbiegung eines Kragträgers mit Spitzenkraft (δ = FL³/(3EI)).
Aufgabe
Berechne das Zahlenbeispiel zu „Enddurchbiegung eines Kragträgers mit Spitzenkraft“ und prüfe Einheit sowie Größenordnung.
Rechenweg
Mit F=100 N, L=1 m, E=200 GPa und I=1·10−6 m4 folgt δ=0,167 mm.
Die Krümmung ist proportional zum Biegemoment EI−1; bei einer Spitzenkraft wächst das Moment linear entlang der Länge. Zweifache Integration der Balkendifferentialgleichung führt zur L3-Abhängigkeit der Endverschiebung. Lange Kragarme sind daher besonders empfindlich gegenüber Durchbiegung. Assume small elastic deflection, constant EI and an ideal fixed support. Anwendungsbereich: Steifigkeit eines schlanken Kragträgers unter einer Einzelkraft am freien Ende abschätzen. Das Zahlenbeispiel Mit F=100 N, L=1 m, E=200 GPa und I=1·10−6 m4 folgt δ=0,167 mm verankert die Aussage in einer konkreten Messsituation. Die Einheiten dazu sind δ,L in m; F in N; E in Pa; I in m4. Mit F=100 N, L=1 m, E=200 GPa und I=1·10−6 m4 folgt δ=0,167 mm. Das prüft, ob die Bezugsgrößen zusammenpassen.
Verwende das Flächenträgheitsmoment um die Biegeachse, die zur betrachteten Auslenkungsrichtung gehört. Für nicht symmetrische Profile kann das schwache Hauptachsenmoment maßgeblich sein. I ist keine Masse-Trägheit und hat die Einheit m4. Assume small elastic deflection, constant EI and an ideal fixed support. Die Einheiten dazu sind δ,L in m; F in N; E in Pa; I in m4. Mit F=100 N, L=1 m, E=200 GPa und I=1·10−6 m4 folgt δ=0,167 mm. Das prüft, ob die Bezugsgrößen zusammenpassen. Geltungsbereich: Die Euler-Bernoulli-Lösung gilt für schlanke, prismatische Träger mit kleiner elastischer Durchbiegung, konstantem EI und ideal fester Einspannung. Schubverformung, Eigengewicht, lokale Eindrückung und plastische Effekte fehlen. Verdoppelte Länge erhöht die Enddurchbiegung bei sonst gleichen Größen um Faktor acht. Eine praktische Anwendung ist Steifigkeit eines schlanken Kragträgers unter einer Einzelkraft am freien Ende abschätzen.
Die ideale Randbedingung setzt Verschiebung und Rotation am festen Ende null. Eine reale Einspannung kann rotieren oder sich verschieben und dadurch zusätzliche Nachgiebigkeit einbringen. Bei präziser Auslegung muss die Federsteifigkeit der Lagerung als Randbedingung modelliert werden. Assume small elastic deflection, constant EI and an ideal fixed support. Geltungsbereich: Die Euler-Bernoulli-Lösung gilt für schlanke, prismatische Träger mit kleiner elastischer Durchbiegung, konstantem EI und ideal fester Einspannung. Schubverformung, Eigengewicht, lokale Eindrückung und plastische Effekte fehlen. Verdoppelte Länge erhöht die Enddurchbiegung bei sonst gleichen Größen um Faktor acht. Eine praktische Anwendung ist Steifigkeit eines schlanken Kragträgers unter einer Einzelkraft am freien Ende abschätzen.
Schreibe zuerst neben jeden Zahlenwert die Größe und Einheit aus der Variablenliste: δ,L in m; F in N; E in Pa; I in m4. Setze erst ein, wenn die Werte in einem konsistenten Einheitensystem vorliegen, und notiere Vorzeichen oder Bezugsrichtung ausdrücklich. Das Beispiel Mit F=100 N, L=1 m, E=200 GPa und I=1·10−6 m4 folgt δ=0,167 mm. bietet eine Rechenprobe: Endgröße, Einheit und Größenordnung müssen zur beschriebenen Situation passen. Runde erst nach den Zwischenrechnungen, damit kleine Beiträge nicht vorzeitig verschwinden. Assume small elastic deflection, constant EI and an ideal fixed support.
Der Hintergrund nennt als Ausgangspunkt: Die Euler-Bernoulli-Lösung gilt für schlanke, prismatische Träger mit kleiner elastischer Durchbiegung, konstantem EI und ideal fester Einspannung. Schubverformung,. Das begrenzt, wann das Ergebnis als Fachmodell gelten darf. Vergleiche deshalb die Randbedingungen der Aufgabe mit dieser Voraussetzung, bevor du Zahlen einsetzt; reale Bauteile, Stoffwerte oder Belastungen können zusätzliche Effekte einbringen. MIT OpenCourseWare, Unified Engineering, beam deflection relations. belegt die verwendete Beziehung, ersetzt aber nicht die Prüfung, ob deine konkrete Situation innerhalb des Modells liegt. Assume small elastic deflection, constant EI and an ideal fixed support.
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Welche Formel beschreibt Enddurchbiegung eines Kragträgers mit Spitzenkraft?
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Wie stellst du δ = FL³/(3EI) nach Grundgleichung für die Zielgröße um?
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Welcher typische Fehler passiert bei δ = FL³/(3EI)?
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