Schubfluss

Der Schubfluss ${\displaystyle T(s)}$ ist im Bauwesen, der Technischen Mechanik und der Festigkeitslehre der Verlauf der Schubkräfte aus Querkräften oder Torsionsmomenten 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:

${\displaystyle \int _{s}T(s)\cdot \mathrm {d} s={\vec {Q}}}$

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

Dünnwandige Bauteile

Bei dünnwandigen Bauteilen (Profilen) kann die Schubspannungsverteilung ${\displaystyle \tau (s)}$ und somit auch der Schubfluss als konstant über die Bauteildicke ${\displaystyle t}$ angenommen werden:

${\displaystyle {\begin{alignedat}{2}t&\ll s_{\mathrm {max} }\\\Rightarrow \tau &=\tau (s)&&\neq \tau (t)\\\Rightarrow T&=T(s)=\tau (s)\cdot t(s)&&\neq T(t)\end{alignedat}}}$

In diesem Fall verläuft der Schubfluss parallel zum Bauteilrand.

Der Schubfluss an der Profilmittellinie ist:

${\displaystyle {\begin{aligned}T_{0}&=\tau _{0}\cdot t_{0}\\\Leftrightarrow T(s=0)&=\tau (s=0)\cdot t(s=0)\end{aligned}}}$

Außerdem gilt:

${\displaystyle T(s)=T_{0}-Q\cdot {\frac {S(y)}{I}}}$

mit:

• ${\displaystyle S(y)}$ das statische Moment
• ${\displaystyle I}$ 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