Was ist Stress im Ingenieurwesen?

Spannung ist die innere Kraft pro Flächeneinheit in einem Material. Sie gibt an, welcher Kraft der Materialquerschnitt widerstehen muss. Die Grundformel lautet σ = F/A, wobei F die Kraft (N) und A die Querschnittsfläche (mm²) ist. Die Einheit ist üblicherweise MPa (N/mm²).

Worin besteht der Unterschied zwischen Zug- und Druckspannung?

Zugspannung entsteht, wenn Kräfte das Material auseinanderziehen (positive σ), Druckspannung hingegen, wenn Kräfte es zusammendrücken (negative σ). Die Formel σ = F/A bleibt gleich, nur die Richtung der Kraft ist unterschiedlich. Viele Materialien weisen unterschiedliche Zug- und Druckfestigkeiten auf.

Was ist Scherspannung?

Die Schubspannung τ = F/A wirkt parallel zur Querschnittsfläche und bewirkt, dass ein Teil des Materials über einen anderen gleitet. Sie tritt häufig bei Schrauben, Bolzen und Nieten auf. Für eine Schraube unter einfacher Scherung gilt: τ = F/(πd²/4).

Was ist Biegespannung?

Die Biegespannung σ = M/W (oder M·c/I) tritt in Balken und anderen Bauteilen auf, die Biegemomenten ausgesetzt sind. Sie variiert linear über den Querschnitt – maximal an den äußeren Fasern, null in der neutralen Achse. M ist das Biegemoment, W das Widerstandsmoment.

Welche zulässigen Spannungen sind typischerweise für Stahl zulässig?

Für Baustahl (S235): σ_zul ≈ 140–160 MPa (mit Sicherheitsfaktor ~1,5). Für S355: σ_zul ≈ 210–240 MPa. Hochfeste Schrauben (Güteklasse 8.8): τ_zul ≈ 375 MPa. Beachten Sie stets die geltenden Normen.

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Stressrechner

Berechnen Sie die Zug-/Druckspannung (σ = F/A), die Schubspannung (τ = F/A) und die Biegespannung (σ = M/W) für gängige Belastungsszenarien.

σ = F/Aτ = F/Aσ = M/W#166

Ergebnisse

Berechnete Spannung

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Stressart

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Spannung in ksi

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Zug-/Druckspannung

Scherspannung

Biegespannung

ℹ️ 1 MPa = 1 N/mm² = 0,145 ksi. Die Streckgrenze von Stahl liegt typischerweise zwischen 235 und 1000 MPa.

Spannungsrechner – Zug, Scherung & Biegung | Vibromera

Veröffentlicht von Nikolai Shelkovenko auf 15. Februar 2026 5. März 2026

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Zug-/Druckspannung

Scherspannung

Biegespannung