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2024-09-18T13:29:22Z

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'''Flächenpressung''' ist die [[Kraft]] pro Kontaktfläche zwischen zwei [[Festkörper]]n, also eine [[Druckspannung]]. Werden zwei Festkörper mit einer Kraft <math>F</math> aufeinander gedrückt, so stellt sich in der Berührungsfläche zwischen den Körpern eine [[Normale|Normal]][[Belastung (Physik)|last]]<nowiki/>verteilung ein, die als Flächenpressung bezeichnet wird. Sie wird üblicherweise in der Einheit [[Pascal (Einheit)|Pascal]] angegeben (1 Pa = 1 [[Newton (Einheit)|N]]/m<sup>2</sup> bzw. 1 MPa = 1 N/mm<sup>2</sup>).

Die Flächenpressung ist – anders als der [[Druck (Physik)|Druck]] – ''nicht'' [[Isotropie|isotrop]], d. h. sie hat – wie eine [[Spannung (Mechanik)|Spannung]] – eine Richtung und ist über die Kontaktfläche nicht notwendigerweise konstant; neben der Höhe der Kraft <math>F</math> und den [[Materialeigenschaft]]en sind die Oberflächenkonturen der beteiligten Körper für die Lastverteilung über der Kontaktfläche und für die Größe und Form der Kontaktfläche ausschlaggebend.

== Berechnung ==
Für [[Hookesches Gesetz|linear-elastisch]]e [[Werkstoff]]e erfolgt die Berechnung der Flächenpressung üblicherweise auf der Basis der [[Halbraum]]theorie, für spezielle, einfache Körper können die Gleichungen der [[Hertzsche Pressung|hertzschen Pressung]] angewendet werden. Komplexere Körpergeometrien oder [[nichtlinear]]e Werkstoffe erfordern den Einsatz anderer Berechnungsverfahren, z. B. die [[numerische Berechnung]] unter Anwendung von [[Finite-Elemente-Methode]]n oder verwandter Verfahren.

Unter der Wirkung der Flächenpressung stellt sich in den beteiligten Körpern eine charakteristische Spannungsverteilung ein. Das Spannungsmaximum befindet sich dabei ''nicht'' an der Oberfläche der Körper, sondern in ihrem Inneren. Dies ist eine wesentliche Ursache für [[Pitting]]bildung in technischen Bauteilen ([[Zahnrad|Zahnräder]], [[Wälzlager]] u. a.).

Bei der Konstruktion werden die Werkstoffe der beiden jeweils betroffenen Bauteile oft so gewählt, dass ihre zulässigen Flächenpressungen <math>p_\mathrm{zul}</math>, die auch [[Grenzflächenpressung]]en genannt werden, größer bleiben als die auftretende Flächenpressung <math>p</math>:

:<math>p \le p_\mathrm{zul}</math>.

mit
* <math>p = \frac{F}{A}</math>
** der Kraft <math>F</math>, die auf die Kontakt-/Berührfläche <math>A</math> wirkt
* <math>p_\mathrm{zul}</math> aus einer Werkstofftabelle.

== Beispiele ==
Flächenpressung tritt z. B. auf
* zwischen dem Kopf einer [[Schraube]] und dem zu verschraubenden Teil
* zwischen den Zahnflanken von Zahnrädern
* zwischen [[Wälzkörper]] und [[Laufbahn]] von Wälzlagern
* zwischen Rad und Schiene bei [[Eisenbahn|Eisen-]] und [[Kran]]bahnen
* zwischen zwei Bauteilen, die [[kraftschlüssig]] über [[Pressfügen]] verbunden sind.

== Siehe auch ==
* [[Lochleibungsdruck]]
* [[Kontaktmechanik]]

== Quellen ==
* {{Literatur | Autor = Christian Spura, Bernhard Fleischer, Herbert Wittel, Dieter Jannasch | Titel = Roloff/Matek: Maschinenelemente – Normung Berechnung Gestaltung | Auflage = 26. | Ort = Wiesbaden | Verlag = Springer Vieweg | Jahr = 2023 | ISBN = 978-3-658-40913-5}}
* Heinrich Wiegand, Karl-Heinz Kloos, Wolfgang Thomala: ''Schraubenverbindungen.'' 5. Auflage. Springer, 2007, ISBN 978-3-540-21282-9 ({{Google Buch|BuchID=t1sq9uWxWxIC|Seite=167}}).

{{SORTIERUNG:Flachenpressung}}
[[Kategorie:Mechanische Spannung]]
[[Kategorie:Messgröße der Fertigungstechnik]]

Flächenpressung - Versionsgeschichte

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