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Flächenträgheitsmoment vom Kreisabschnitt

Universität / Fachhochschule

Körper

Tags: Flächenträgheitsmoment, Geometrie, Körper

 
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anonymous

anonymous

14:10 Uhr, 28.04.2018

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Hallo,
Ich habe einen Kreisabschnitt (Bild) und muss daraus das Flächenträgheitsmoment bei Biegung um die y-Achse errechnen, um daraus dann das Widerstandsmoment für Biegung herauszufinden. Hat dafür jemand eine Formel?
Der Kreisabschnitt ist 100 mm breit, 19,0983 mm hoch und der Durchmesser des gesamten Kreises beträgt 150 mm. Die Fläche des Kreisabschnittes habe ich schon mit 1273,22 mm^2 berechnet.

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Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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anonymous

anonymous

14:48 Uhr, 28.04.2018

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Ich habe vergessen mit einzuzeichnen, dass die y-Achse in diesem Fall die Achse ist, auf der sich auch die Breite des Kreisabschnittes von 10 cm befindet, also die Querachse.
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anonymous

anonymous

16:27 Uhr, 28.04.2018

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Flächenträgheitsmoment auf Biegung:
I = z^2*dA

wobei z hier die Koordinate (der Abstand) senkrecht zur Biegeachse, also vermutlich senkrecht zur vergessenen y-Achse ist.

anonymous

anonymous

11:05 Uhr, 29.04.2018

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Was denn für ein Abstand z? Ich habe einen kompletten Körper, wovon soll ich den Abstand nehmen?
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anonymous

anonymous

12:28 Uhr, 29.04.2018

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Vorschlag:
Mach mal eine leserliche Skizze, unverdreht, mit Koordinatenachsen, ohne wieder y-Achse - oder wie immer du sie nennen willst - zu vergessen.

Dann werden wir den Abstand sehen, und wie wir in taufen wollen.

"Ich habe einen kompetten Körper..."
Das Flächenträgheitsmoment ist die Eigenschaft eines Querschnitts, also eine 2-dimensionale Eigenschaft - so wie ich es aus deiner etwas unscharf geratenen Skizze auch erahnen mag.

anonymous

anonymous

14:45 Uhr, 29.04.2018

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Die Y-Achse verläuft genau beim Durchmesser 10 cm vom Kreissegment, da das Segment darum gebogen wird. Und von welchem Punkt soll ich jetzt den Abstand z nehmen? Etwa vom Schwerpunkt des Segments?

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anonymous

anonymous

20:37 Uhr, 29.04.2018

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Hallo nochmals
Sorry, aber ich habe selten eine schlechtere Skizze gesehen.
Also, wenn ich dich recht verstanden habe, dann ist die y-Achse die, um die gebogen werden soll - und wie in meiner Skizze beschrieben orientiert.
Dann ist eben z die Achse senkrecht dazu, und beschreibt wie gesagt den Abstand senkrecht zur Biegeachse.


online09
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anonymous

anonymous

20:40 Uhr, 29.04.2018

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PS:
"Etwa vom Schwerpunkt des Segments?"
Ja, wenn du die natürliche Biegung eines Trägers um seine natürliche (Eigen-) Biegeachse betrachtest, dann geht die neutrale Biegeachse stets durch den Schwerpunkt des Querschnitts.
Bei deinem Kreisabschnitt daher aus Symmetriegründen genau durch die Kreismitte.

anonymous

anonymous

21:12 Uhr, 30.04.2018

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"Sorry, aber ich habe selten eine schlechtere Skizze gesehen."
Ich habe nicht gefragt, um beleidigt zu werden. Mein Handy ist halt nicht besser.

Und wie gesagt, verläuft die y-Achse GENAU beim Durchmesser des Kreissegments von 10 cm. Also liegt dieser Durchmesser AUF der y-Achse. In deiner Skizze also die z-Achse quasi nach oben verschoben bis zum eingezeichneten Durchmesser. Ich bräuchte auch nur die Lösungsformel, die Herleitung brauch ich nicht.
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anonymous

anonymous

00:43 Uhr, 01.05.2018

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Hallo baddin
Ich habe nicht geantwortet um zu beleidigen.
Ich wüsste auch nicht, was beileidigend gewesen sein sollte.
Es ist nur so, dass auch nach zweimal nachfragen immer noch unklar ist, um welche Achse νn eigentlich gebogen wird.
Und das liegt nicht nur an den Qualitäten irgend eines Handys.
Das liegt auch an den verwirrenden Beschreibungen.

"Und wie gesagt, verläuft die y-Achse GENAU beim Durchmesser des Kreissegments"
Durchmesser gibt es viele.
Ich biete dir in noch einer Skizze meinerseits mal ein Auswahl an Durchmessern an.
Das alles sind Durchmesser!

"...beim Durchmesser des Kreissegments von 10cm."
Gemäß Aufgabenstellung vom 28.04. beträgt der Durchmesser des gesamten Kreises 150mm.
Falls du aber die Stecke AB meinen solltest, das ist kein Durchmesser!

"Also liegt dieser Durchmesser AUF der y-Achse."
steht im Widerspruch zu
"also die z-Achse"

Lieber baddin, es wäre so einfach!
Eine Skizze sagt mehr als tausend Worte.
Im verbalen Beschreiben bist du nicht gerade sehr präzise.
Willst du nicht mal einfach eine leserliche Skizze anfertigen, aus der eindeutig verständlich wird, wo denn nun die Biegeachse liegt?

Das wäre wirklich einfach. Du kannst ja z.B. meine Skizze runterladen und einen Strich reinzeichnen...


online09b
anonymous

anonymous

10:52 Uhr, 01.05.2018

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Ja, ich meine mit der y-Achse die Strecke AB. Um die gesamte Aufgabenstellung zu erläutern: Das Problem kommt aus der technischen Mechanik und es geht darum, dass dieser Kreis mit 15 cm Durchmesser ein "Halteteller" oder meinetwegen eine Platte aus Stahl ist, unter dem ein Stahlbalken als Halter angeschweißt ist, der 10 cm breit ist und somit so weit, wie es geht unter den Teller geschoben wird, also bis zur Strecke AB. Nun will ich den Fall berechnen, wie groß die Biegespannung in dem besagtem Kreissegment ist, wenn am obersten Punkt des Kreises, also der Schnittpunkt zur y-Achse (wie sie in DIESER Skizze) oben eine bestimmte Gewichtskraft wirkt und dafür brauche ich das Flächenträgheitsmoment des Kreissegmentes, damit ich dann das Widerstandsmoment gegen Biegung berechnen kann.


Um die Frage eindeutig zu beantworten: Die y-Achse soll auf der Strecke AB liegen und nicht auf dem Durchmesser des Kreises

Im hochgeladenen Bild blau markiert

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Antwort
anonymous

anonymous

11:09 Uhr, 01.05.2018

Antworten
"Ja, ich meine mit der y-Achse die Strecke AB."
?????????????
Lieber Baddin, du bist ja noch Student. Nutze die Zeit zu studieren und zu lernen dich eindeutiger auszudrücken. Wenn du mal fertig bist, wird man dir derartigen (...) um die Ohren schlagen.

Unschwer ersehbar ist:
Die Strecke AB liegt nicht auf der y-Achse wie ich sie eingezeichnet hatte!
Und zwei Dinge mit "y" zu bezeichnen macht die Missverständnisse nur noch vorprogrammierter.

Also, ich ahne mittlerweile, du willst die Strecke A-B unbedingt "y" taufen.
Um endlich klarere Verhältnisse zu schaffen, bezeichne ich dann mal die Koordinatenachsen um. Nennen wir sie 'x' und 'z'.

Jetzt nocheinmal die dritte Nachfrage:
Deine 'y'-Achse liegt ja offensichtlich nicht im Schwerpunkt deines Querschnitts.
Ist das wirklich so gemeint?

Oder meinst du nicht viel mehr eine Parallele
> zur z-Achse
> zur y-Achse
durch den Schwerpunkt - ich habe ihn mal "S" getauft?

Wie gesagt, wenn du einen Träger im Sinne Technischer Mechanik biegst, dann wird er sich natürlicher weise immer um eine Achse durch den Schwerpunkt biegen.


online09c
anonymous

anonymous

11:52 Uhr, 01.05.2018

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Meine Güte, ich weiß nicht, was man daran jetzt wieder nicht verstehen kann. Falls es darum geht, dass eine Strecke keine Achse sein kann, das weiß ich auch, aber man kann sich auch anstellen.
Und eine Lösung habe ich immer noch nicht und es wird mir auch ehrlich gesagt zu dämlich auf kleine Fehler festgenagelt zu werden, dass ein Kreissegment keinen "Durchmesser" hat, obwohl es doch klar sein dürfte, was ich meine, wenn ich sage die Strecke von 10 cm, wenn ich vorher gesagt habe, dass der Durchmesser des Kreises 15 cm beträgt. Ich bin halt kein Mathestudent.

Wie ist denn jetzt das Flächenträgheitsmoment? Welchen "Abstand" z muss ich nehmen?
Antwort
anonymous

anonymous

14:58 Uhr, 01.05.2018

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Wenn wir endlich wüssten, welche Biegeachse du meinst, dann könnte ich ihn dir reinzeichnen...

Simply: der Abstand zur Biegeachse.
Antwort
anonymous

anonymous

15:04 Uhr, 01.05.2018

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...Also, wenn ich dich wörtlich nähme und tatsächlich die y-Achse als Biegeachse annähme, dann:
I =Δx2 dA

Wie gesagt, ich halte es nur für höchst unwahrscheinlich, dass wirklich die y-Achse gemeint ist. Das wäre völlig unnatürlich.

online09d
Frage beantwortet
anonymous

anonymous

15:47 Uhr, 01.05.2018

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Ich verstehe nicht, was denn nun delte x für ein Abstand sein soll. Aber egal, ich frage einen Professor, das führt zu nichts