Schubfluss

Der Schubfluss <math>T(s)</math> ist im Bauwesen, der Technischen Mechanik und der Festigkeitslehre der Verlauf der Schubkräfte aus Querkräften oder Torsionsmomenten<ref name='hibbeler'>Russel C. Hibbeler: Technische Mechanik 2 Festigkeitslehre, 8. Auflage, Pearson Deutschland, München 2013, ISBN 978-3-86894-126-5.</ref> im Querschnitt eines Bauteils. Er hat die Maßeinheit N/m (Newton pro Meter), d. h. Kraft pro Länge.

Die resultierende Summe der Schubflüsse ergibt in Größe und Richtung den Vektor der Querkräfte Q:

<math>\int_s T(s) \cdot \mathrm{d}s = \vec Q</math>

mit der Laufkoordinate s, die auf die Schwerelinie der Querschnittsfläche bezogen ist.

Dünnwandige Bauteile

Bei dünnwandigen Bauteilen (Profilen) kann die Schubspannungsverteilung <math>\tau(s)</math> und somit auch der Schubfluss als konstant über die Bauteildicke <math>t</math> angenommen werden:

<math>\begin{alignat}{2}

           t    & \ll s_\mathrm{max}\\

\Rightarrow \tau & = \tau(s) && \neq \tau(t)\\ \Rightarrow T & = T(s) = \tau (s) \cdot t(s) && \neq T(t) \end{alignat}</math>

In diesem Fall verläuft der Schubfluss parallel zum Bauteilrand.

Der Schubfluss an der Profilmittellinie ist:

<math>\begin{align}

               T_0    & = \tau_0 \cdot t_0\\

\Leftrightarrow T(s=0) & = \tau (s=0) \cdot t (s=0) \end{align}</math>

Außerdem gilt:

mit:

<math>S(y)</math> das statische Moment
<math>I</math> das Flächenträgheitsmoment.

In einem dünnwandigen geschlossenen Querschnitt, der auf Torsion beansprucht wird, ist der Schubfluss konstant. Dieser kann mit der 1. Bredtschen Formel aus dem Torsionsmoment berechnet werden.

Einzelnachweise