Neben der Saint Venantschen Torsion ist insbesondere im Leichtbau bei Balken mit dünnwandigen Querschnitten und behinderter Verwölbung die sogenannte Wölbkrafttorsion zu berücksichtigen, da viele Schäden in der Praxis ihre Ursache in nicht beachteten Normalspannungen auf Grund von Verwölbungsbehinderungen haben. Grundlage für die Berechnung der Verwölbung bei dünnwandigen Balken und der daraus resultierenden Wölbsteifigkeit und Wölbspannung sind die Arbeiten von Wlassow. Die Schwierigkeit bei der Berücksichtigung der Wölbkrafttorsion liegt darin, dass die Ermittlung der dafür erforderlichen Wölbsteifigkeit für heute übliche inhomogene Balken aus anisotropen Werkstoffen nicht einfach möglich ist. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein bestehendes Programm zur Bestimmung der Steifigkeiten von beliebigen Balken so erweitert, dass die Wölbsteifigkeit und der dreidimensionale Spannungszustand eines Balkens mit inhomogenem Querschnitt infolge Wölbkrafttorsion berechnet werden kann. Dazu wird der dreidimensionale Verformungszustand des Balkens in einen zweidimensionalen Anteil in der Querschnittsebene und einen eindimensionalen Anteil in Balkenlängsrichtung aufgespalten. Das Verhalten in Balkenlängsrichtung kann analytisch beschrieben werden. Für die Beschreibung des dreidimensionalen Verformungszustandes ist damit in der Querschnittsebene eine zweidimensionale Finite Elemente Analyse ausreichend. Für die Verifikation der dargestellten Vorgehensweise werden dessen Ergebnisse mit analytischen und numerischen Lösungen sowie Versuchen verglichen. Hierbei kann eine sehr gute Übereinstimmung gezeigt werden. Zusätzlich wird für ein C-Profil mit inhomogenem Querschnitt noch eine konventionelle dreidimensionale Finite Elemente Berechnung durchgeführt. Für die Steifigkeiten ergeben sich hinreichend genaue Übereinstimmungen. Da die Wölbsteifigkeit die Torsionseigenfrequenzen wesentlich beeinflusst, wird ein dynamischer Versuch mit zuvor genanntem inhomogenen Balken zur Bestimmung der Wölbsteifigkeit durchgeführt. Die Übereinstimmung der experimentell ermittelten Wölbsteifigkeit mit der theoretisch ermittelten ist hinreichend genau. Damit ist die dargestellte Vorgehensweise auch hinreichend genau.    «

Neben der Saint Venantschen Torsion ist insbesondere im Leichtbau bei Balken mit dünnwandigen Querschnitten und behinderter Verwölbung die sogenannte Wölbkrafttorsion zu berücksichtigen, da viele Schäden in der Praxis ihre Ursache in nicht beachteten Normalspannungen auf Grund von Verwölbungsbehinderungen haben. Grundlage für die Berechnung der Verwölbung bei dünnwandigen Balken und der daraus resultierenden Wölbsteifigkeit und Wölbspannung sind die Arbeiten von Wlassow. Die Schwierigkeit bei de...    »