Festigkeitslehre (shirley)
Festigkeitslehre
Festigkeitslehre
Was bedeutet das Formelzeichen "v" und wessegen braucht man es?
Sicherheitszahl
Man rechnet mit einer Sicherheitszahl, damit das Werkstück nicht maximal belastet wird.
Was ist das E-Modul und wofür wird es gebraucht?
Elastizitätsmodul
Um die Spannung zu berechnen: \({\sigma}=E \times \varepsilon\)
Welches sind die 5 Beanspruchungsarten?
- Zug
- Druck
- Abscherung
- Biegung
- Torsion
Was gibt es für Methoden um einen Schaden an einem Teil zu erkennen?
Zähle mindestens 3 auf.
- Opisch
- Mikroskopische Gefühgeuntersuchungen
- Rasterelektronenmikroskopische Oberflächenuntersuchungen (REM)
- Schwingungsmessungen
Welche Fläche muss man bei einem Zylinder berechnen welches auf Zug belastet wird, um die Spannung berechnen zu können?
Die Fläche des Kreises
Wie berechnet man bei der Dehnung die Längenänderung?
Siehe Bilde
Wie viele Belastungsfälle gibt es und wie heissen sie?
Belastungsfall 1: statische Belastung (ruhend, die Belastung steigt und bleibt dann konstant)
Belastungsfall 2: dynamische Belastung (schwellend, die Belastung steigt und sinkt dann wieder auf 0 und steigt dann wieder)
Belastungsfall 3: dynamische Belastung (wechselnd, die Belastung steigt und sinkt dann unter 0 und steigt dann wieder)
(Zugversuch)
Vorgegeben:
Sicherheit = v = 2
Zugfestigkeit = Rm = 370 N/mm2
Durchmesser = d = 8mm
Berechnen Sie die Zulässige Spannung und die Zugkraft.
Zulässige Spannung = \(\sigma_{zul} = {R_e \over v}= {370N \over 2mm^2}=185{N \over mm^2}\)
Fläche = \(A={d^2* \pi \over 4}={8^2* \pi \over 4}=50,27mm^2\)
Zugkraft = \(F = \sigma_{zul}*A=185{N \over mm^2}*50,27mm^2=9299,1N\)
Nennen Sie mindestens 3 Ursachen die zu einem Schaden führen können.
- Wenn man einen ungeeigneten Werkstoff verwendet.
- Falsch berechnet oder gestaltet
- Zu viel arbeit im Betrieb (dadurch arbeitet man schneller und Fehler schleichen sich ein)
- Fertigungsfehler (z.B. zu hohe Temperatur beim Härten)
Ein Stab mit einer Länge von 90mm und einem Durchmeser von 40mm wird mit einer Kraft von 60kN belastet, wie gross ist die Biegespannung?
\(\sigma_{bzul}={M_b\over W}={{F*L}\over{{\pi*d^3}\over{32}}}={{60'000N*90mm}\over{{\pi*(40mm)^3}\over{32}}}=859.44N/mm^2\)
Die Passfeder überträgt das Drehmoment von 1500Nm auf die Antriebswelle mit einem Durchmesser von 100mm.
Die Flächenpressung beträgt pzul=125N/mm2 und die Tiefe der Nute t=6,4m
Berechnen Sie die Länger der Passfeder die gefordert wird.
\(p_{zul}=125N/mm^2\)
\(t=6,4mm\)
\(M=1'500Nm\)
\(d=100mm\) \(r=50mm\)
\(F={M\over{r}}={1'500Nm\over{0,05m}}=30'000N=30kN\)
\(l={{F}\over{{p*t}}}={{30'000N}\over{{125N/mm^2*6,4mm}}}=37,5mm\)
Wie heisst die Grenze die bei der Zugspannung nicht überschritten werden darf?
Re = Streckgrenze
Bis zur Streckgrenze gibt es noch keine plastische Verformung.
Ab welcher Grenze wird das Material plastisch verformt?
Rm = Zugfestigkeit
Beschreiben die die Buchstaben und Zahlen der unten aufgeführten Bezeichnung.
EN-GJL-350
EN = Europäische Norm
GJ = Guss-Eisen
L = Ledeburit
350 = Rm 350N/mm2
Beschreiben die die Buchstaben und Zahlen der unten aufgeführten Bezeichnung.
EN AW-AlMg1SiCu-H111
EN = Europäische Norm
AW = Aluminium-Halbzeug
Al = Reinheitsgrad 99,98% Al, Reinaluminium
Mg = 1% Magnesium
Si = Geringe Anteile Silizium
Cu = Geringe Angteile Kupfer
Nennen Sie mindestens 3 Arten um Schaden zu vermeiden.
- Damit das Werkstück nicht rostet --> Lackieren
- Damit es in einer Ecke keine Bruchstelle gibt --> Genug grossen Radius
- Damit kein Dauerbruch entsteht --> höher beanspruchbaren Werkstoff verwenden
Welche Kraft wirkt auf den Bolzen wenn er eine Scherfestigkeit von 293,3N/mm2 und einen Durchmesser von 12,3mm hat?
\(F={\tau_a*A}={\tau_a* {2*d^2*\pi \over 4}}\)
\(F={293,3N/mm^2* {2*(12,3mm)^2*\pi \over 4}}=70'000N=70kN\)
Welche Kraft wirkt auf den Gelenkbolzen wenn er eine Scherfestigkeit von 242,86N/mm2 und einen Durchmesser von 12,3mm hat?
\(F={\tau_a*A}={\tau_a* {2*d^2*\pi \over 4}}\)
\(F={242,86N/mm^2* {2*(16mm)^2*\pi \over 4}}=97'660N=97,66kN\)
Was bedeutet das Formelzeichen ''ε''?
ε = Dehnung
Die Dehnung wird gebraucht um die Längenänderung eines Werkstückes zu berechnen, welches auf Dehnung belastet wird.
Was bedeutet das Formelzeichen ''W''?
W = axiales Widerstandsmoment
um die Biegespannung zu berechnen benötigt man ein axiales Widerstandsmoment, wie man das Moment berechnet, sieht man auf Seite 44 im Tabellenbuch Metall
Wie wird bei einem Überhitzungschaden vorgegangen, damit es bei dem nächsten mal nicht mehr vorkommt.
Eine bessere Kühlung machen, z.B bei einer Platte einer Spritzgussform, würde man mehr Kühlbohrungen machen oder grössere Kühlbohrungen, jedoch braucht es dann auch grössere Wassernippel.
Nennen Sie mindesten 3 verschiedene Schadensarten.
- Korrosion
- Bruch
- Überhitzung
Wie prüft man die Zähigkeit eines Werkstoffes?
Mit dem Kerbschlagbiegeversuch
Die Probe wird mithilfe einer Kerbe im Prüfgerät zentriert.
Wenn die Probe zentriert ist, wird der Pendel losgelassen und die aufgenommene Energie die entstanden ist, als der Pendel auf die Probe gefallen ist wird auf de Anzeigeskala abgelesen.
Wofür steht das Formelzeichen \(\tau\)?
\(Spannung=\tau={F\over{A}}\)
Wie ist die Streckgrenze bei dem Werkstoff 16MnCr5?
Re = 590N/mm2
Auf Seite 129 im Tabellenbuch Metall findet man diese.
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Cartes-fiches
Was bedeutet das Formelzeichen "v" und wessegen braucht man es?
Sicherheitszahl
Man rechnet mit einer Sicherheitszahl, damit das Werkstück nicht maximal belastet wird.
Was ist das E-Modul und wofür wird es gebraucht?
Elastizitätsmodul
Um die Spannung zu berechnen: \({\sigma}=E \times \varepsilon\)
Welches sind die 5 Beanspruchungsarten?
- Zug
- Druck
- Abscherung
- Biegung
- Torsion
Was gibt es für Methoden um einen Schaden an einem Teil zu erkennen?
Zähle mindestens 3 auf.
- Opisch
- Mikroskopische Gefühgeuntersuchungen
- Rasterelektronenmikroskopische Oberflächenuntersuchungen (REM)
- Schwingungsmessungen
Welche Fläche muss man bei einem Zylinder berechnen welches auf Zug belastet wird, um die Spannung berechnen zu können?
Die Fläche des Kreises
Wie berechnet man bei der Dehnung die Längenänderung?
Siehe Bilde
Wie viele Belastungsfälle gibt es und wie heissen sie?
Belastungsfall 1: statische Belastung (ruhend, die Belastung steigt und bleibt dann konstant)
Belastungsfall 2: dynamische Belastung (schwellend, die Belastung steigt und sinkt dann wieder auf 0 und steigt dann wieder)
Belastungsfall 3: dynamische Belastung (wechselnd, die Belastung steigt und sinkt dann unter 0 und steigt dann wieder)
(Zugversuch)
Vorgegeben:
Sicherheit = v = 2
Zugfestigkeit = Rm = 370 N/mm2
Durchmesser = d = 8mm
Berechnen Sie die Zulässige Spannung und die Zugkraft.
Zulässige Spannung = \(\sigma_{zul} = {R_e \over v}= {370N \over 2mm^2}=185{N \over mm^2}\)
Fläche = \(A={d^2* \pi \over 4}={8^2* \pi \over 4}=50,27mm^2\)
Zugkraft = \(F = \sigma_{zul}*A=185{N \over mm^2}*50,27mm^2=9299,1N\)
Nennen Sie mindestens 3 Ursachen die zu einem Schaden führen können.
- Wenn man einen ungeeigneten Werkstoff verwendet.
- Falsch berechnet oder gestaltet
- Zu viel arbeit im Betrieb (dadurch arbeitet man schneller und Fehler schleichen sich ein)
- Fertigungsfehler (z.B. zu hohe Temperatur beim Härten)
Ein Stab mit einer Länge von 90mm und einem Durchmeser von 40mm wird mit einer Kraft von 60kN belastet, wie gross ist die Biegespannung?
\(\sigma_{bzul}={M_b\over W}={{F*L}\over{{\pi*d^3}\over{32}}}={{60'000N*90mm}\over{{\pi*(40mm)^3}\over{32}}}=859.44N/mm^2\)
Die Passfeder überträgt das Drehmoment von 1500Nm auf die Antriebswelle mit einem Durchmesser von 100mm.
Die Flächenpressung beträgt pzul=125N/mm2 und die Tiefe der Nute t=6,4m
Berechnen Sie die Länger der Passfeder die gefordert wird.
\(p_{zul}=125N/mm^2\)
\(t=6,4mm\)
\(M=1'500Nm\)
\(d=100mm\) \(r=50mm\)
\(F={M\over{r}}={1'500Nm\over{0,05m}}=30'000N=30kN\)
\(l={{F}\over{{p*t}}}={{30'000N}\over{{125N/mm^2*6,4mm}}}=37,5mm\)
Wie heisst die Grenze die bei der Zugspannung nicht überschritten werden darf?
Re = Streckgrenze
Bis zur Streckgrenze gibt es noch keine plastische Verformung.
Ab welcher Grenze wird das Material plastisch verformt?
Rm = Zugfestigkeit
Beschreiben die die Buchstaben und Zahlen der unten aufgeführten Bezeichnung.
EN-GJL-350
EN = Europäische Norm
GJ = Guss-Eisen
L = Ledeburit
350 = Rm 350N/mm2
Beschreiben die die Buchstaben und Zahlen der unten aufgeführten Bezeichnung.
EN AW-AlMg1SiCu-H111
EN = Europäische Norm
AW = Aluminium-Halbzeug
Al = Reinheitsgrad 99,98% Al, Reinaluminium
Mg = 1% Magnesium
Si = Geringe Anteile Silizium
Cu = Geringe Angteile Kupfer
Nennen Sie mindestens 3 Arten um Schaden zu vermeiden.
- Damit das Werkstück nicht rostet --> Lackieren
- Damit es in einer Ecke keine Bruchstelle gibt --> Genug grossen Radius
- Damit kein Dauerbruch entsteht --> höher beanspruchbaren Werkstoff verwenden
Welche Kraft wirkt auf den Bolzen wenn er eine Scherfestigkeit von 293,3N/mm2 und einen Durchmesser von 12,3mm hat?
\(F={\tau_a*A}={\tau_a* {2*d^2*\pi \over 4}}\)
\(F={293,3N/mm^2* {2*(12,3mm)^2*\pi \over 4}}=70'000N=70kN\)
Welche Kraft wirkt auf den Gelenkbolzen wenn er eine Scherfestigkeit von 242,86N/mm2 und einen Durchmesser von 12,3mm hat?
\(F={\tau_a*A}={\tau_a* {2*d^2*\pi \over 4}}\)
\(F={242,86N/mm^2* {2*(16mm)^2*\pi \over 4}}=97'660N=97,66kN\)
Was bedeutet das Formelzeichen ''ε''?
ε = Dehnung
Die Dehnung wird gebraucht um die Längenänderung eines Werkstückes zu berechnen, welches auf Dehnung belastet wird.
Was bedeutet das Formelzeichen ''W''?
W = axiales Widerstandsmoment
um die Biegespannung zu berechnen benötigt man ein axiales Widerstandsmoment, wie man das Moment berechnet, sieht man auf Seite 44 im Tabellenbuch Metall
Wie wird bei einem Überhitzungschaden vorgegangen, damit es bei dem nächsten mal nicht mehr vorkommt.
Eine bessere Kühlung machen, z.B bei einer Platte einer Spritzgussform, würde man mehr Kühlbohrungen machen oder grössere Kühlbohrungen, jedoch braucht es dann auch grössere Wassernippel.
Nennen Sie mindesten 3 verschiedene Schadensarten.
- Korrosion
- Bruch
- Überhitzung
Wie prüft man die Zähigkeit eines Werkstoffes?
Mit dem Kerbschlagbiegeversuch
Die Probe wird mithilfe einer Kerbe im Prüfgerät zentriert.
Wenn die Probe zentriert ist, wird der Pendel losgelassen und die aufgenommene Energie die entstanden ist, als der Pendel auf die Probe gefallen ist wird auf de Anzeigeskala abgelesen.
Wofür steht das Formelzeichen \(\tau\)?
\(Spannung=\tau={F\over{A}}\)
Wie ist die Streckgrenze bei dem Werkstoff 16MnCr5?
Re = 590N/mm2
Auf Seite 129 im Tabellenbuch Metall findet man diese.
