Die Bestimmung des Torsionsmoduls mittels freier und erzwungener Torsionsschwingungen in Abhängigkeit von der Proben-Vorspannung und der geometrischen Gestalt des Prüflings

Zusammenfassung

Bei der zur Bestimmung des Torsionsmoduls aus erzwungenen Schwingungen an rechteckförmigen Stahlsaiten beobachteten wir eine sehr starke Abhängigkeit dieser Werte von der ProbenvorspannungP _v . Weiterhin zeigte sich experimentell, daß diese Abhängigkeit um so stärker in Erscheinung tritt, je größer das Verhältnis von Probenbreite zu -dicke ist.

In diesem Bericht wird gezeigt, daß dieser Befund durch ein beim Torsionsversuch auftretendes Zusatzdrehmoment zu deuten ist; dieses ist durch eine Dehnungsverteilung innerhalb des Prüflings bedingt, die ihrerseits dadurch entsteht, daß bei der Tordierung die Prüflings-„Fasern“ um so stärker gedehnt werden, je weiter sie vom Drehpunkt entfernt sind.

Experimentell zeigte sich bei Stahlsaiten, daß dieser Effekt bei kreisförmigen Querschnittsflächen weniger ausgeprägt ist. Für rechteckförmige Prüflinge ergab sich ein kritisches Seitenverhältnis von ca. 20. Oberhalb dieser Grenze wurde ein Vorspannungseinfluß beobachtet, der sich während des Versuches in einer Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Probenvorspannung bemerkbar macht.

Summary

The determination of the rigid modulus of rectangular steel-strings out of the measurements of forced vibrations shows a strong dependence of this value on the prestress. This dependence increases with the increasing ratio of probe-width to probe-thickness.

It is shown, that a torsionalstrain results in a stressdistribution which leads to an additional moment of rotation. This additional moment should be taken into account if the width/thickness-ratio exceeds a value of 20.