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Einfach gelagerter Balken

Durchbiegung, Querkraft und Biegemoment eines Balkens auf zwei Lagern.

m
MPa
m⁴
kN/m
Durchbiegung0,010547 m bei x = 3 m
Querkraft30 kNbei x = 6 m
Biegemoment45 kN·mbei x = 3 m

Rechenkern und Formel: 5wL⁴/384EI · Relative Abweichung 0 %

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Dense solver (6 free DOFs)

Residual 1.14e-15 (6 free DOFs)

Annahmen

Linear elastischer, prismatischer Euler–Bernoulli-Stab mit kleinen Verformungen. SI-Einheiten: m, MPa, m⁴, kN, kN/m; E wird in kN/m² umgerechnet. Ohne Eigengewicht. Nur elastisches Knicken; kein Normnachweis. Maxima sind Absolutwerte; x wird vom linken Ende gemessen.

Geschlossene Lösung

δmax = 5wL⁴/(384EI); δmid = PL³/(48EI) (a = L/2); R₀ = Pb/L; R₁ = Pa/L; Mmax = Pab/L; b = L − a; R₀ = R₁ = wL/2; Mmax = wL²/8; δ(x≤a) = Pbx(L²−b²−x²)/(6LEI); δ(x≥a) = Pa(L−x)[L²−a²−(L−x)²]/(6LEI)

Rechenbeispiele

L = 6 m; E = 200000 MPa; I = 0.00008 m⁴; EI = 16000 kN·m²

Gleichlast: w = 10 kN/m → δmax = 0.010546875 m

Einzellast: P = 10 kN; a = 3 m → δmax = 0.0028125 m

Literatur

Timoshenko & Gere, Theory of Elastic Stability, 2 Auflage (1961); Young & Budynas, Roark’s Formulas for Stress and Strain, 7 Auflage (2002), Kapitel 8.

Technische Details

Stabileo-Produktionssolver · ebene Euler–Bernoulli-Rahmenelemente.

Gesamte Knotenfreiheitsgrade: 9

Residuum des Kräftegleichgewichts: 1,4 × 10−14 kN