Alfred Böge Technische Mechanik - PP99

1.1 Grundlagen 13
1.1.7.3 Zweigelenkstäbe
Zweigelenkstäbe können Zug- oder Druckkräfte
aufnehmen, deren Wirklinie die Verbindungsgerade
der Gelenkpunkte ist. Die
Gelenke werden als reibungsfrei angesehen.
(Regel 2)
Die Form des Zweigelenkstabs hat keinen Einfluss;
er kann gerade oder gekrümmt sein oder
jede beliebige andere Form haben. Zweigelenkstäbe
dürfen nur an zwei Punkten mit Nachbarbauteilen
verbunden sein und keine Kräfte an
anderen Stellen aufnehmen. Zwei Kräfte können
nur dann im Gleichgewicht sein, wenn sie eine
gemeinsame Wirklinie haben, die durch die beiden
Gelenkpunkte (Kraftangriffspunkte) verlaufen
muss.
1.1.7.4 Berührungsflächen (ebene Stützflächen)
Berührungsflächen können Normalkräfte und
Tangentialkräfte aufnehmen.
Normalkräfte wirken stets hin auf die Berührungsfläche
am freigemachten Bauteil.
(Regel 3)
Berühren sich zwei Bauteile, so wirkt in jedem
Fall zwischen beiden eine Normalkraft FN. Ihre
Wirklinie steht immer rechtwinklig auf der Berührungsfläche.
Die Tangentialkraft F T wird durch Reibung (Reibkraft
F R) oder durch einen Rollwiderstand hervorgerufen.
Ihre Wirklinie liegt immer in der Berührungsebene,
also rechtwinklig zur Wirklinie der
Normalkraft F N. Den Richtungssinn kann man in
den meisten Fällen erkennen, wenn alle übrigen
Kräfte am freigemachten Bauteil eingezeichnet
wurden. Die Tangentialkraft F T ¼ Reibkraft F R
wirkt der Bewegung entgegen, die durch die übrigen
Kräfte verursacht wird oder verursacht werden
könnte.
Beispiel:
Der Zweigelenkstab (Pendelstütze) stützt eine
Plattform ab.
Hier nimmt der Zweigelenkstab Druckkräfte
auf. Er könnte aber auch Zugkräfte aufnehmen,
z. B. wenn der Wind unter die Plattform
fasst.
Beispiel 1:
Ein prismatischer Körper liegt auf einer waagerechten
Unterlage (z. B. Richtplatte) in
Ruhe.
Gewichtskraft FG und Normalkraft FN haben
gleiche Wirklinie und sind im Gleichgewicht.
Beispiel 2:
Der gleiche Körper liegt auf einer schiefen
Ebene in Ruhe.
Gewichtskraft FG und Normalkraft FN allein
können nicht im Gleichgewicht sein. Der
Körper würde abwärts gleiten, wenn ihn nicht
die Tangentialkraft FT ¼ Reibkraft FR daran
hindern würde.