schuifbelastingen

Schuifbelastingen is een type mechanische belasting die een kracht uitoefent parallel aan het contactvlak tussen twee lichamen. Deze tangentiële kracht veroorzaakt schuifwerking langs het vlak in plaats van een kracht loodrecht op het vlak. In technische contexten wordt gesproken van schuifbelasting of shear load.

De belangrijkste grootheid is de schuifspanning τ, gedefinieerd als de tangentiële kracht F_t per gebied A: τ = F_t / A. Eenheden zijn pascal (N/m^2). De normale component van de kracht leidt tot normale spanning σ = F_n / A, parallel aan τ. Bij complexe belasting kunnen zowel τ als σ tegelijk aanwezig zijn.

Materialen reageren op schuifbelasting via de schuifmodulus G en schuifvervorming γ. Voor kleine deformations geldt τ = G γ, waarbij γ ≈ Δx / h. Deze relatie bepaalt hoe een materiaal vervormt onder tangentiële belasting en hoe snel breuk kan optreden langs schuifvlakken.

Daarmee kan schuifbelasting leiden tot schuifbreuk langs een vlak wanneer τ de schuifsterkte van het materiaal overschrijdt. Ontwerpers hanteren een factor of safety om dit risico te beperken. Veel voorkomende bronnen zijn koppelingsvlakken zoals bouten en lassen, scharnieren, tandwielen en betonnen constructies waarop wrijving werkt.

Berekening en analyse verlopen met eenvoudige formules zoals τ = F_t/A en, bij complexiteit, met meer geavanceerde methoden zoals eindige-elementen of handberekeningen op basis van materiaaleigenschappen en geometrie. Wrijving tussen interfaces kan de effectieve schuifweerstand beïnvloeden.