Design

Sind Risse Zipfelmützen? Die „Methoden der Schubvierecke“ und die der „Zugdreiecke“

08.04.2008 | Autor / Redakteur: C. Mattheck, K. Bethge, C. Wissner, O. Kraft / Karl-Ullrich Höltkemeier

Die „Methoden der Schubvierecke“ und die der „Zugdreiecke“ aus dem Buch „Verborgene Gestaltgesetze der Natur“, ermöglichen die Gestaltoptimierung von Bauteilen ohne Computereinsatz.

1 Ein kleines Buch mit bereits jetzt großem Impact auf den deutschen Maschinenbau. In dieser Arbeit wird eine Idee Mattheck’s verifiziert, derzufolge man Risse durch „Zipfelmützen“ ersetzen kann, indem man „Faulpelzecken“ über dem Riss mit der Methode der Zugdreiecke entfernt. Die Verifikation erfolgt experimentell mit Polystyrolproben. Die Darstellung findet in selbsterklärenden Abbildungen statt.

2 Auch an einer Rissspitze kann der Kraftfluss nur oben und unten um je 45° umgelenkt werden. Eine Rissspitze ist also eine rechtwinklige Kraftflussumlenkung. Über und unter dem Riss sind Faulpelzecken, die nichts tragen.

3 Ein Außenriss unter Biegebelastung hat dieselbe Bruchlast wie eine Probe mit oben und unten ausgenommener Zipfelmütze.

4 Die Gleichheit gilt auch für den Innenriss, wenn die Randstreifen breit genug sind oder bei Biegebelastung!

5 Innenriss und Innenzipfelmütze unter Biegebelastung aus der Ebene heraus mit praktisch identischem Bruchmoment MB.

6 Außenriss und halbe Außenzipfelmütze mit praktisch identischem Bruchmoment unter Vierpunktbiegung.

C. Mattheck, K. Bethge, C. Wissner, O. Kraft, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Materialforschung II

 

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