Scherfestigkeit von Rundstahl Frage

[yeti]

Hallo,
ich hab einen 20er Rundstahl St37 der fest eingespannt ist und möchte wissen bei welcher Kraft der Stahl abreißt.

angenommen habe ich eine Scherfestigkeit von ca. 200N/mm²
jetzt in die Formel tau=F/A eingesetzt.

200N/mm²*(10mm)²*3,14=63kN

wären ja nur 6,3t. kann das sein? ist meine Rechnung richtig?

das gleiche bei einer M12 Schraube 10.9
~800N/mm² Scherfestigkeit
macht ca 90kN=9t

wer super wenn jmd richtig Ahnung davon hätte und mir sagen könnte ob das so hinkommt

 

[McKilroy]

Wie wird der Stab belastet?

Du schreibst immer von Scherfestigkeit.

Wird der Stab auf Zug oder auf Scherung beansprucht?

Ansonsten:

Die Mindestzugfestigkeit liegt beispielsweise bei einem Stahl (S235JR - früher St37-2), der im Stahlhochbau Verwendung findet, je nach Qualität bei 370 N/mm². Seine Mindeststreckgrenze hingegen bei 235 N/mm². Würde man nun in einem Zugversuch eine Probe dieses Stahls, welche einen Querschnitt von 1 mm² hat, mit einer Kraft belasten, müsste diese bei mindestens 370 N liegen um die Probe zu zerreißen. 370 N entsprechen auf der Erde dem Gewicht einer Masse von 37,7 kg. Daraus kann geschlossen werden, dass beim Versuch, mit diesem Stahldraht eine Masse von 37,7 kg oder größer zu heben, ein Versagen des Werkstoffes nicht mehr ausgeschlossen werden kann. Bei dieser Belastung wird der Draht bereits bleibend (plastisch) verformt. Da dies meistens nicht zugelassen werden soll, verwendet man bei der mechanischen Auslegung von Bauteilen häufig die Mindeststreckgrenze (Re). Dieser Wert gibt die Spannung im Werkstoff an bis zu der nur eine elastische Verformung stattfindet. Das heißt bei einer Zugkraft Fz von 235 N auf eine Probe mit einem Querschnitt von 1 mm² dehnt sich diese Probe zwar, sie kehrt aber, ohne sich bleibend (plastisch) zu verformen, in ihren Ursprungszustand zurück. Hier lässt sich eine Masse von 23,9 kg ermitteln, mit deren Gewicht dieser Werkstoff im Zugversuch belastet werden kann, sich aber elastisch verhält.

Man kommt also auf eine Zugfestigkeit von ca. 7,5 t.

Das ist schon eine Menge.

Will man mehr, muss man höherwertigen Stahl nehmen.

 

[yeti]

der Stahl wird auf Scherung belastet,

als Scherfestigkeit, so habe ich gelesen kann man 0,8xZugfestigkeit nehmen.

bei einfachem Baustahl wären das dann ca. 300N/mm², hab mich da oben etwas vertan.
nun sinds immerhin 9,5t für den 20er Rundeisen.


hier noch ein Bild damit man weiß was gemeint ist

 

[Shadowww]

Die Frage wäre, willst du was basteln oder musst du das nur anderweitig ausrechnen?
Baustahl ist nicht wirklich ein Stahl mit hoher Festigkeit, davon abgesehen ist St-37 so eine Art "Wald-und-Wiesen-Stahl" mit scheinbar recht hoehn Fertigungstoleranzen, deshalb gibt es auch einen recht hohen Bereich (offiziell 370 - 450 N/mm² bei 1.0037)

 

[yeti]

ich will eine Hydraulikpresse basteln und war jetzt am rechnen ob einfacher Baustahl reicht oder ob ich eine Schraube nehme.
angedacht sind bis zu 30t die auf dem Bolzen lasten (beidseitig). mit einer kleinen Sicherheit, also ca. 50t bräuchte ich eine M20 Schraube damit die Konstruktion hält.

diese M20 Schraube müsste durch eine 34er Welle, (wie oben im Bild), die Frage ist, hält die Konstruktion die 25-30t ab (mit Sicherheitsreserve)?

 

[Shadowww]

50 Tonnen sind natürlich auch eine ganze Menge für so ein 20er Bölzchen. Wenns mehr halten soll würde ich auf einen besseren Stahl zurückgreifen. 90MnCrV8 ist beispielsweise recht verbreitet und hat immerhin die doppelte Zugfestigkeit. Was dann aber vermutlich immer noch nicht reicht. Hättest du vielleicht die Möglichkeit die Konstruktion zu ändern? Also eine größere Welle, damit ein dickerer Bolzen reinpasst, oder einen zweiten Bolzen einbauen?