Die Scherfestigkeit gibt die maximale Schubspannung an, mit der ein Körper belastet werden kann; sie ist der Widerstand, den ein Festkörper (horizontalen) Scherkräften entgegensetzt. Es handelt sich dabei um die zusammenhaltenden Kräfte im Gegensatz zu Reibungskräften, die auf Oberflächen wirken. Die Scherfestigkeit wird in N/m² angegeben (Kraft pro Fläche), hat also die Einheit einer Spannung.

In den Materialwissenschaften ist sie eine wichtige Kenngröße zur mechanischen Charakterisierung von Werkstoffen, sie drückt die Belastungsfähigkeit eines Werkstoffs auf Abscheren aus. Ermittelt wird die Scherfestigkeit in einem standarisierten Messverfahren, dem entsprechend benannten Scherversuch. Dabei wird ein kreiszylindrischer Probestab in eine U-förmige Schervorrichtung eingelegt und mit einem genau in die Aussparung passenden Scherstempel senkrecht zur Längsachse so lange belastet, bis er abschert.

Aus folgender Beziehung zwischen der Maximalkraft F_m und der Scherfläche S₀ wird die Scherfestigkeit berechnet:

τ_aB = F_m / S₀

In der Bodenkunde und Geologie spielt die Scherfestigkeit bei der Diskussion der mechanischen Eigenschaften von Böden und Gesteinsformationen eine wichtige Rolle. Zur Bestimmung der Scherfestigkeit von Fels- oder Bodenproben im Labor verwendet man auch die folgenden Versuchsgeräte:

• Triaxialgerät
• Rahmenschergerät
• Kastenschergerät
• Kreisringschergerät
• Flügelschergerät

Die Scherfestigkeit kann auch in situ (vor Ort) mit Großgeräten bestimmt werden.

In der Bodenmechanik beurteilt man die Scherfestigkeit von bindigen Böden mit dem Bruchkriterium nach Mohr/Coulomb, dessen Kennwerte die Kohäsion (Haftfestigkeit) und der Reibungswinkel sind. Die Scherfestigkeit von klüftigem Gestein beeinflusst auch dessen Druckfestigkeit.

Von Bedeutung ist die Scherfestigkeit u.a. bei der zulässigen Belastbarbeit von Fundamenten auf Böden und Bauwerken im Felsgestein, und bei der Belastbarkeit von Konstruktionswerkstoffen (Stahl, Aluminium, Kunststoff), z.B. bei Schweißnähten, Schrauben und Niete.

Siehe auch:

• Festigkeit
• Druckfestigkeit
• Bruchfestigkeit
• Fließfestigkeit
• Zugfestigkeit
• Spaltzugfestigkeit
• Biegezugfestigkeit

Festigkeitslehre | Werkstoffeigenschaft | Geologie

Shear strength