Fertigkeitslehre
Beanspruchungsarten: Zug, Druck, Biegung, Abscherung, Flächenpressung, Zulässige Spannung, Sicherheitszahlen, Belastungsfälle, Berechnungsbeispele.
Beanspruchungsarten: Zug, Druck, Biegung, Abscherung, Flächenpressung, Zulässige Spannung, Sicherheitszahlen, Belastungsfälle, Berechnungsbeispele.
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Flashcards
Welche zwei Belastungsfälle gibt es.
Statische:
- Die Belastung bleibt gleich.
Dynamische:
- Schwellend = Schwankt die Spannung zwischen null und einem Höchstwert.
- Wechselnd = Schwankt die Spannung dauernt zwischen einem positiven und einem negativeem Höchstwert.
Welche Beanspruchungsarten gibt es. Nennen sie zu jeder ein Beilspiel.
- Zug = Kranseil, Kette
- Druck = Säule, Maschinenständer
- Abscherung = Niete, Bolzen
- Biegung = Träger, Bolzen
- Verdrehung (Torsion) = Welle, Bohrer
- Knickung = Gerüststange
- Flächenpressung = Laherschale, Nietlöcher
Ab wan spricht man von einer zusammengesetzten Beanspruchung.
Wen auf ein Maschinenteil gleichzeitig mehrere Beanspruchungsarten wirken.
Bei wechselnder Beanspruchung ist zu beachten?
Auf eine hohe Sicherheit. Da das Material durch die dauernt wechselder Beanspruchung ermüdet und kapput geht.
Für was diennt die Sicherheitszahl?
Die Sicherheitszahl ist dazu da, dass die Grenzspannung nicht erreicht wird. Dadurch werden schäden von dem Material vermieden.
was ist der Elastizitätsmodul (E-Modul)
Im elastischen Bereich des Spannungs-Dehnungs-Diagramm veränder sich die Spannung im gleichen Verhältnis wie die Dehnung. Dieses Verhältnis nennt man E-Modul
Wie nennt sich die Materialgrenze bei einwe Druckbeanspruchung?
Quetschgrenze
Welche Materialgrenze darf bei einer Zugbelastung nicht überschritten werden?
Streckgrenze
Wovon hängt die Abscherung ab?
- Die Spannung vläuft parallel zur Schnittfläche (Scherspannung)
- Material
- Schnittfläche
- Die Schnittkraft muss senkrecht zur Schnittfläche sein
Wie kann die zulässige Abscherung ermitelt werden?
Streckgrenze (Re) x 0.6 = Zulässinge Abscherung
Mit welcher Fläche wird bei einem Zylinder die Flächenpressung berechnet?
Mit der projezierten Fläsche
Welche zulässige Druckspannungen sind bei Zähen und Spröden Materialien zu berücksichtigen?
- Zähe Materialien = Streckgrenze (Re)
- Spröde Materialien = Streckgrenze (Re) x 4
Von welchen Grössen hängt die effektive Spannung ab?
- Biegemoment = Kraft und Hebellänge
- axiales Wiederstandsmoment = Form (Länge, Breite)
Welche Spannungen treten beim Biegen auf?
Zug- und Druckbeanspruchung
Wie gross muss die Streckgrenze des Werkstoffes für eine auf Zug belastete Stange sein, wenn die zulässige Zugspannung 168N/mm2 nicht überschreitten werden darf und eine 1.3-fache Sicherheit verlangt ist.
Geg: σzul = 168N/mm2 Ges: Re = ?
v = 1.3
Re = v * σzul = 1.3 * 168N/mm2 = 218N/mm2
Mit welcher Zugkraft F wird eine Strebe mit der Querschnittsfläche S=180mm2 belastet, wenn eine Zugspannung σ=168N/mm2 auftritt?
Geg: σz = 168N/mm2 Ges: F = ?
s = 180mm2
F = s * σz= 180mm2 * 168N/mm2 = 30240N
Eine Schubstange aus einem Stahlrohr 60x3mm wird mit F=56kN auf Druck beansprucht. Die Quetschgrenze σdF des verwendeten Stahles beträgt 210N/mm2.
Wie gross ist die Druckspannung σd und die Sicherheitszahl v?
Geg: σdF = 210N/mm2 Ges: v = ?
D = 60mm σd = ?
d = 54mm
F = 56kN
s = π / 4 * (D2-d2) = π / 4 * (60mm2-54mm2) = 537mm2
σd = F / s = 210N/mm2 / 537mm2 = 104N/mm2
v = σdF / σd = 210N/mm2 / 04N/mm2 = 2
Ein Wellenzapfen mit d=40mm Durchmesser stützt sich mit seiner Schulter auf der Lagerseite mit einer Kraft F=8kN ab.
wie gross ist der Durchmesser S, wenn die Flächenpressung zwischen Lager und Zapfenschulter 6N/mm2 nicht übercshreitten darf.
Geg: Pzul = 6N/mm2 Ges: D = ?
F = 8kN
d = 40mm
Ad = (d2 * π) / 4 = (402 * π) / 4 = 1256.6mm2
Aerf = F / Pzul = 8000N / 6N/mm2 = 1333.33mm2
D = die wirzel aus (Aerf * 4) / d2 = die wirzel aus ((1333.33mm * 4) / π) + 402 = 57.4mm
s = π/ 4 * (D2-d2) = π / 4 * (60mm2-54mm2) = 537mm2
σd = F / s = 210N/mm2 / 537mm2 = 104N/mm2
v = σdF / σd = 210N/mm2 / 04N/mm2 = 2
Eine Scheibe mit einem Durchmesser d0=20mm wird aus einem 5mm dickem Stahltblrch aus S 275 J2G3 ausgestanzt. Die Zugfestigkeit dieses Stahles lieg zwischen 410 und 500N/mm2. Wie gross ist die erforderliche Scherbkraftz F?
Geg: Rm = 410N/mm2 - 500N/mm2 Ges: F = ?
Re = 275N/mm2
Dicke = 5mm
d = 20mm
s = π * d *D = π * 20mm * 5mm = 314mm2
Tamax = 0.6 * Re = 0.6 * 275N/mm2 = 165N/mm2
F = s * Tamax = 314mm2 * 165N/mm2 = 51810N
Ein Stahlträger mit einer höhe von 120mm und einer Breite von 40mm wird mit einer Kraft F=11kN in einem Abstand von 875mm beansprucht. Berechnen sie die effektive Biegespannung.
Geg: Rm = 410N/mm2 - 500N/mm2 Ges: σb = ?
Re = 275N/mm2
Dicke = 5mm
d = 20mm
W = (b * h2) / 6 = (40mm * 120mm2) / 6 = 96000mm3
σb = (F * l) / W = (11000N * 875mm) / 96000mm3 = 100,26N/mm2
