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Eulerstab - Teil 3

Auf der vorherigen Seite wurde beispielhaft die Knicklast von einem Eulerstab berechnet. Es sollen jetzt alle Eulerstäbe mit ihren zugehörigen Knicklasten betrachtet werden, um zu sehen inwieweit es einen Zusammenhang zwischen ihnen gibt.

Eulerfall 1 Eulerfall 2 Eulerfall 3 Eulerfall 4
Knicklast:
Knicklast:
Knicklast:
Knicklast:
Knicklänge:
Knicklänge:
Knicklänge:
Knicklänge:

Vergleicht man die Knicklasten der Stäbe, so erkennt man, dass sie sich alle durch eine Gleichung beschreiben lassen, wenn man den Begriff der Knicklänge sk einführt. Zur Berechnung der Knicklast gilt dann allgemein:

Die Knicklänge entspricht der Länge der Verformungshalbwelle der Knickfigur.

Beim Eulerfall 2 entspricht die Verformungsfigur von Lager zu Lager genau einer halben Sinuswelle, daher ist in diesem Fall die Knicklänge gleich der Stablänge. Auch bei den Eulerfällen 3 und 4 ist die Knicklänge jeweils der Abstand zwischen den Gelenk- bzw. Wendepunkten. Da die Verformungsfigur des Eulerfall 1 nur einer viertel Sinuskurve entspricht, muss man sich den Stab gedanklich von der Einspannstelle aus spiegelbildlich nach unten verlängern, um die Verformungs-halbwelle und somit die Knicklänge zu erhalten.

Die Formel zum Errechnen der Knicklast über die Knicklänge ist für alle Druckstäbe anwendbar, die die gleichen Voraussetzungen erfüllen wie die Eulerstäbe. Hat man die Knicklänge eines Druckstabes innerhalb eines beliebigen statischen Systems (z.B. Rahmen) ermittelt oder über die Wendepunkte der Verformungsfigur abgeschätzt, so kann man die kritische Knicklast mit Hilfe dieser Formel berechnen.

Weiterhin ist aus der Gleichung ersichtlich, dass je größer die Knicklänge eines Stabes ist, desto geringer ist seine Knicklast. Ein Eulerstab 1 kann also nur ein Viertel der Last ertragen, die ein Eulerstab 2 aufnehmen kann, bevor es zu einem Stabilitätsversagen kommt.

Merke!
  • Die Knicklast kann über die Knicklänge eines Stabes errechnet werden.
  • Die Knicklänge entspricht der Verformungshalbwelle der Knickfigur, anschaulich ist das der Abstand zwischen den Gelenk- bzw. Wendepunkten.
  • Je größer die Knicklänge eines Stabes, desto niedriger ist seine kritische Knicklast.

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