Durchbiegungsrechner Balken
Eine Last von 48 in der Mitte eines gelenkig gelagerten Trägers mit Spannweite 2, Modul 200 und Flächenträgheitsmoment 4 in konsistenten Einheiten ergibt nach PL³/(48EI) eine maximale Durchbiegung von 0,01. Vergleichen Sie sie sofort mit Ihrem Grenzwert. Gratis in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Last
- 48
- Länge
- 2
- Elastizitätsmodul
- 200
- Trägheitsmoment
- 4
- Durchbiegung
- 0,01
- Lastfall
- simply_supported_center_point_load
Die Durchbiegung eines Balkens ist die vertikale Verschiebung eines tragenden Bauteils unter Last, und für eine gelenkig gelagerte Spannweite mit einer konzentrierten Kraft in der Mitte ergibt das klassische Euler–Bernoulli-Ergebnis eine geschlossene Form: die maximale Durchbiegung ist Last mal Länge hoch drei geteilt durch achtundvierzig mal Elastizitätsmodul mal Flächenträgheitsmoment. Studierende, die Hausaufgaben prüfen, Bau- und Maschinenbauingenieure bei Vorauslegungen, Maker, die ein Regal oder Brückenmodell prüfen, und automatisierte Entwurfs-Pipelines brauchen diese Zahl, ohne jedes Mal eine Finite-Elemente-Suite zu öffnen.
Was Mittelspann-Durchbiegung bei gelenkiger Lagerung bedeutet und wann die Formel gilt
Ein gelenkig gelagerter Balken ruht auf Auflagern, die die vertikale Verschiebung an jedem Ende verhindern und freie Drehung zulassen, sodass das Biegemoment an den Enden null ist und unter symmetrischer Mittellast den Höchstwert erreicht. Unter Euler–Bernoulli-Annahmen —ebene Querschnitte bleiben eben, der Werkstoff bleibt linear-elastisch und Durchbiegungen bleiben klein relativ zur Spannweite— ist die maximale vertikale Durchbiegung in der Mitte für eine konzentrierte Kraft P gleich P mal L hoch drei über achtundvierzig EI.
Hier ist L die lichte Spannweite zwischen den Auflagern, E der Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) des Werkstoffs und I das Flächenträgheitsmoment des Querschnitts um die Biegeachse. Suchintentionen bündeln sich um Durchbiegungsrechner, gelenkig gelagerter Balken, Maximaldurchbiegung PL3 über 48EI und Mittelpunktlast-Rechner. Nutzer wollen ein numerisches δ zum Vergleich mit Gebrauchstauglichkeitsgrenzen, Lösungsschlüsseln oder Tabellenmodellen – nicht nur den Hinweis, dass die Formel existiert.
Halten Sie die Einheiten konsistent: ist P in Newton, L in Metern, E in Pascal und I in Metern hoch vier, ergibt sich die Durchbiegung in Metern; jedes andere kohärente System funktioniert genauso.
Praktische Nutzung, Grenzen, Preise und Lieferkanäle
Nutzen Sie das Browser-Werkzeug, wenn Sie eine sofortige Durchbiegungsprüfung beim Bewerten von Statik-Hausaufgaben wollen, eine Handrechnung von P mal L hoch drei über achtundvierzig EI vergleichen, einen vorläufigen Querschnitt gegen eine Durchbiegungsgrenze prüfen oder den Unterschied zwischen Steifigkeit aus E und aus I vermitteln. Ergebnisse sind vollständig deterministisch: identische Eingaben erzeugen stets dieselbe Durchbiegung und dieselben Formel- und Lastfallkennzeichnungen. Es gibt kein Sprachmodell, keinen externen Strukturanalysedienst und keine Zufälligkeit, daher ist die Fähigkeit sicher für Continuous-Integration-Prüfungen und reproduzierbare Kursunterlagen.
Binden Sie den Endpunkt in Mechanik-Übungen, Wettbewerbs-Antwortprüfer, frühe Entwurfstabellen oder Vorverarbeitungsschritte ein, wo Sie explizite Domänenfehler – etwa die Ablehnung eines Null-Elastizitätsmoduls – undurchsichtigen Widgets vorziehen, die nicht erklären, warum eine schlechte Eingabe abgelehnt wurde.
Anwendungsfälle
Vorläufige Tragwerksprüfungen
Ingenieure und Maker schätzen die maximale Durchbiegung für bekannte P, L, E und I, bevor sie ein volles FEA-Modell öffnen oder einen Katalogquerschnitt wählen.
Häufige Fragen
Welche Formel nutzt dieser Durchbiegungsrechner?
Für einen gelenkig gelagerten Balken mit konzentrierter Last P in der Mitte ist die maximale Durchbiegung δ = P L³ / (48 E I). Das Antwortfeld formula ist stets PL^3/(48EI).
Was passiert, wenn der Elastizitätsmodul null ist?
Null-Modul würde in δ=PL³/(48EI) durch null teilen und wird abgelehnt und nicht berechnet.
Welcher Lastfall wird unterstützt?
Nur eine gelenkig gelagerte Spannweite mit einer einzelnen Punktlast in der Mitte. Gleichlasten, Kragarme, Einspannungen und außermittige Lasten liegen außerhalb des Umfangs dieser Fähigkeit.
Welche Einheiten soll ich für P, L, E und I verwenden?
Jedes konsistente System. Beispielsweise ergeben Newton, Meter, Pascal und m⁴ die Durchbiegung in Metern. Die Engine rechnet Einheiten nicht für Sie um.
Welche Annahmen stecken hinter der Berechnung?
Die Euler-Bernoulli-Theorie: Ebene Querschnitte bleiben eben, der Werkstoff verhält sich linear-elastisch und die Durchbiegung bleibt klein gegenüber der Spannweite. Für Streckenlasten, Kragträger oder außermittige Lasten ist eine andere Berechnung nötig.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.
Endpunkt
Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.
Aufruf aus Ihrem Stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/sci/beam-deflection \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"load":1000,"length":4,"elastic_modulus":200000000000,"moment_of_inertia":0.0001}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/sci/beam-deflection", {
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body: JSON.stringify({
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"length": 4,
"elastic_modulus": 200000000000,
"moment_of_inertia": 0.0001
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/sci/beam-deflection",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"load": 1000,
"length": 4,
"elastic_modulus": 200000000000,
"moment_of_inertia": 0.0001
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/sci/beam-deflection", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"load":1000,"length":4,"elastic_modulus":200000000000,"moment_of_inertia":0.0001}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"load":1000,"length":4,"elastic_modulus":200000000000,"moment_of_inertia":0.0001}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/sci/beam-deflection", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"load": 1000,
"length": 4,
"elastic_modulus": 200000000000,
"moment_of_inertia": 0.0001
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "sci.beam_deflection",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Diese Fähigkeit nimmt Last, Balkenlänge, Elastizitätsmodul und Trägheitsmoment als endliche Zahlen, lehnt Null-Modul und andere ungültige Geometrie mit einem klaren invalid_input-Fehler ab und liefert die Durchbiegung samt zurückgegebenen Eingaben und Formelkennzeichnungen als strukturiertes JSON.
Was Mittelspann-Durchbiegung bei gelenkiger Lagerung bedeutet und wann die Formel gilt
Die Ausgabe von Durchbiegung, Last, Länge, elastic_modulus, moment_of_inertia, Formel, Lastfall und Methode als JSON erleichtert das Einfügen in Notizen, das Anpinnen in automatisierten Tests oder die Wiederverwendung über Sprachen hinweg ohne erneute Implementierung.
Wie dieser Rechner die Eingabe prüft und δ = PL³/(48EI) anwendet
Last, Länge und Trägheitsmoment müssen streng positiv sein, damit Geometrie und Lastfall für dieses Produkt physikalisch sinnvoll bleiben. Es gibt keinen verteilten Lastfall, keinen Kragarm, keine außermittige Lastposition und keine Einheitenumrechnung; nur der Mittelspann-Konzentrierlastfall. Senden Sie einen JSON-Körper mit den vier Pflichtfeldern load, length, elastic_modulus und moment_of_inertia. Jedes Feld muss eine endliche Zahl oder eine numerische Zeichenkette sein, die als solche geparst wird; fehlende Felder, leere Zeichenketten, nichtnumerischer Text, NaN und Infinity scheitern sofort mit invalid_input, bevor ein Ergebnis zurückkommt, und fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet. Der Elastizitätsmodul muss ungleich null sein: Null-Modul wird ausdrücklich als invalid_input abgelehnt, weil er in der klassischen Formel durch null teilen würde – entsprechend dem Produktvertrag dieser Fähigkeit. Optionale Aliase wie P, L, E, I, force, span, youngs_modulus und inertia werden akzeptiert, wenn dokumentiert, damit Formulare und Skripte Lehrbuchsymbole nutzen können. Nach der Validierung berechnet die Engine die Durchbiegung als Last mal Länge hoch drei geteilt durch achtundvierzig mal Elastizitätsmodul mal Trägheitsmoment und rundet auf eine stabile Präzision, sodass dieselbe Eingabe über JavaScript-Engines hinweg stets dasselbe JSON liefert. Dieselbe reine Funktion speist das kostenlose Browser-Werkzeug und den API-Pfad, ohne Netzwerk, ohne Zufallsseed und ohne Wanduhr im Berechnungspfad.
Praktische Nutzung, Grenzen, Preise und Lieferkanäle
Nutzen Sie die API, wenn ein Skript, CAD-Helfer, Unterrichtsplattform oder Notebook stabiles JSON für viele Last–Spannweite–Werkstoff–Querschnitt-Kombinationen unter einem Vertrag braucht. Jede erfolgreiche Anfrage ist ein abrechenbarer Posten zu $0.002; fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet. Wählen Sie Einheiten konsistent und bleiben Sie innerhalb der veröffentlichten Größengrenzen, damit Zwischenprodukte auf einem Worker-Isolate endlich bleiben.
Integrationsbeispiele
Hausaufgaben- und Prüfungskontrolle
Studierende und Korrektoren berechnen das Mittelspann-δ eines gelenkig gelagerten Balkens unter zentraler Punktlast und erhalten einen klaren invalid_input-Fehler bei Null-Modul oder nicht positiver Geometrie.
Deterministische Fixtures für Mechaniktests
Pipelines, die Unit-Tests oder interaktive Balken-Demos speisen, rufen ein reines PL³/(48EI)-Orakel auf, statt die Formel in jeder Sprache neu zu implementieren.
Technische Fragen
Ist der Durchbiegungsrechner kostenlos?
Das Browser-Werkzeug läuft kostenlos auf Ihrem Gerät. API-Aufrufe nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Posten; Validierungsfehler werden nicht berechnet.