Was ist ein Kraftsystem?

Das Kräftesystem, auch Kraftsystem ist ein Begriff aus der Mechanik. Dieses bezeichnet ein System von mechanischen Wechselwirkungen zwischen Körpern. Bei der Analyse von Kräftesystemen kann es darum gehen, unbekannte Kräfte im System zu berechnen. Das Kräftesystem in ein einfacheres, gleichwertiges zu überführen, was weitere Analysen erleichtert. Oder die durch die Kräfte bewirkten Beschleunigungen der beteiligten Körper zu ermitteln. Die Analyse allgemeiner Kräftesysteme ist ohne den Begriff des Drehmoments nicht möglich.

Unter einem Kräftesystem versteht man beliebig viele Kräfte, die gleichzeitig an einem Bauteil wirken. Ein zentrales Kräftesystem liegt vor, wenn sich die Wirklinien aller Kräfte in einem gemeinsamen Punkt schneiden. Man nennt diesen Schnittpunkt den Zentralpunkt A des Kräftesystems. Nach dem Längsverschiebungssatz können alle Kräfte des Systems auf ihren Wirklinien in diesen Zentralpunkt verschoben werden. Ein zentrales Kräftesystem kann einen Körper nur verschieben, aber nicht drehen.

Ein allgemeines Kräftesystem besteht aus Kräften, deren Wirklinien mehr als einen Schnittpunkt miteinander haben. Dieses ist im Gleichgewicht, wenn sich das Krafteck schließt.

Welche Hauptaufgaben hat ein Kraftsystem?

In einem Kräftesystem sind alle Kräfte nach Betrag, Lage und Richtungssinn bekannt. Um eine Aussage über die Wirkung des Kräftesystems auf ein Bauteil machen zu können (z. B. Verschiebung), werden die resultierende Kraft FR und das resultierende Kraftmoment MR ermittelt. In einem Kräftesystem, das sich im Gleichgewicht beendet, ist nur ein Teil der Kräfte bekannt.

Um eine Festigkeitsrechnung an einem Bauteil ausführen zu können, werden die noch unbekannten Kräfte ermittelt.

Allgemeine Kräftesysteme können so wie zentrale Kräftesysteme einen Körper verschieben. Diese können ihn außerdem drehen oder beide Bewegungen gleichzeitig hervorrufen.

Betrag und Richtungswinkel der Resultierenden werden auf dieselbe Weise berechnet wie in der ersten Grundaufgabe. Damit erhält man zugleich Klarheit über die Verschiebewirkung des Kräftesystems.

Die →Resultierende muss auch die gleiche Drehwirkung wie das Kräftesystem haben. Davon hängt ihre Lage ab. Diese Erkenntnis ist im Momentensatz festgelegt.

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