Zugkraft und Zugbeanspruchung

Als Zugkraft wird in der Statik in Anlehnung an den allgemeinen Sprachgebrauch eine Kraft bezeichnet, die an einem Körper zieht. 

Kräfte werden in der Praxis normalerweise in Newton angegeben. Dies entspricht also der Kraft, die benötigt wird, um ein Gewicht der gegebenen Schwere entgegen der Schwerkraft zu halten.

Zugspannungen entstehen durch Kräfte, die ein Bauteil mittig auf Zug beanspruchen. Druckspannungen entstehen, wenn auf ein Bauteil Druckkräfte wirken.

Die Wirklinie oder Wirkungslinie ist in der Technischen Mechanik die Gerade, die die Lage einer Kraft im Raum angibt. Zusammen mit dem Richtungssinn ergibt sie die Richtung. Durch Angabe des Betrages, der Richtung und des Angriffspunktes kann ein Kraftvektor beschrieben werden. 

Wie entsteht die Zugkraft?

Die Zugkraft ergibt in diesem Fall eine Schnittreaktion in Form einer Normalkraft quer zum Querschnitt, in dem sich eine Beanspruchung in Form von mechanischen Spannungen einstellt.

Die Zugkraft FZ einem Flaschenzug beispielsweise ergibt sich aus eins durch die Anzahl der Seile n mal der Gewichtskraft FL der Last.

In der Statik ist eine Zugkraft stets als positive (+) Kraft definiert. Eine negative Zugkraft entspricht einer Druckkraft. Positiv ist die Zugkraft, wenn sie auf ihrer Wirkfläche (auch Querschnittsfläche) in Richtung ihrer nach außen orientierten Normalen wirkt. Durch eine ziehende Kraft dehnt sich ein realer Körper und staucht sich durch eine Druckkraft.

Ziehen äußere Kräfte an einen Körper in Wirkrichtung seiner Stabachse, so spricht man von einer Zugbeanspruchung.

Oftmals ist die Zugkraft eine umgeleitete Druck- oder Scherkraft. Beispielsweise zieht an einem Kranhaken eine Last, indem sie mit dem Anschlagmittel in den Haken drückt, der die Druckkraft durch seine gebogene Form in eine Zugkraft ins Kranseil umlenkt. 

Allgemein wird eine Kraft durch Verbindungstechniken über Formschluss, Kraftschluss oder Stoffschluss übertragen. Beim Formschluss wirken wie beim Kranhaken Druckkräfte rechtwinklig zu den Flächen der Verbindungspartner, bei Kraftschluss wird die Kraft wie bei Knoten über Haftreibung tangential zur Wirkfläche eingebracht. Durch Kraftübertragung werden dann diese Kräfte in Zugkräfte umgeleitet.

Feste Materialien (Stäbe, Stangen, Seile, Ketten etc.) und Stoffschluss können Zugkräfte über atomare oder molekulare Kräfte übertragen, bis ihre Zugfestigkeit erreicht ist.