Leichtbau und Strukturen
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58. Was zeichnet ein Rahmentragwerk im Vergleich zu einem Fachwerk aus?
Fachwerk:
- Schlanke Stäbe
- Aufnahme achsialer Kräfte
- Lasten greifen in den Gelenken an
Rahmentragwerk:
- Biegesteife Stäbe
- Steif ausgeführte Knoten
- Lasten greifen beliebig an
59. Nennen Sie Kriterien zur Gestaltung eines Fachwerkknotens.
Profile:
- Anschlusswinkel α > 30°
- Schweißtechnische Anbindung: Nachtkreuzungen vermeiden
- Lokales Beulen vermeiden
60. Durch welche Maßnahmen kann das lokale Beulen dünnwandiger Fachwerkrohre im Knotenbereich verhindert werden?
- Einbau eines Flanschringes
- Einbau eines Querschotts
- Lokales Aufdichen des Gurtrohres im Bereich des Knotens
61. Nennen Sie zwei Maßnahmen zur Verbesserung des dynamischen Tragverhaltens im Knotenbereich eines Fachwerks.
- Ausschneiden der Gurte
- Biegeelastische Anbindung der Gurte / Diagonale
62. Welche Vorraussetzungen muss ein Schubwandträger erfüllen, damit eine sinnvolle Dimensionierung ermöglicht ist?
- Stegblech darf nicht beulen
- Pfosten und Gurte dürfen nicht knicken
65. Nennen Sie Anbindungsmöglichkeiten wölbkritischer Profile zur Fertigung einer Rahmenstruktur.
Nieten, Schrauben, Schweißen mit Membranblech
67. Verbessern Sie qualitativ den dargestellten Hebel unter dem Aspekt Leichtbau (Skizze)
Guss: Denken in Druck
Leichtbau: Denken in Zug (Zugstäbe)
68. Erklären Sie qualitativ das Sandwichprinzip
- Hoher Deckschicht-E-Modul
- Großer Deckschichtabstand
69. Nennen Sie drei Kriterien, die ein Sandwichkernwerkstoff erfüllen muss.
- Hohe Schubfestigkeit
- Hohe Schubsteifigkeit
- Hohe Druckfestigkeit
70. Nennen Sie vier Schaumstoffe, die sich für ein technisches Sandwich eignen.
PEI
PVC
PC
PMI
71. Nennen Sie zwei Kernwerkstoffe, die sich für den Schiffbau eignen.
- Balsaholz
- Geschlossenporiges PVC
72. Nennen Sie zwei Kriterien, die bei der Auswahl von Sandwichkernen für Luft- und Raumfahrtstrukturen besonders beachtet werden müssen.
- Offene Zellen und Waben (für Druckaustausch, Feuchtigkeitsaustausch)
- Flammwidrig
73. Nennen Sie drei Technologien zur Herstellung technischer Waben (Bezug zu den Wabenwerkstoffen)
Aluminium / Papier: Kleben + Expandieren
Kunststoff: Thermoplastspritzguss, Röhrchen verkleben
74. Welcher Wabentypus (Handelsname) eignet sich besonders gut für eine 3D-Abformung
Flexcore
Foldcore
75. Welche fertigungstechnische Eigenheit muss bei Waben bzgl. der Geometrie beachtet werden?
W- / L-Richtung
1. Nennen Sie drei Kriterien zur Realisierung eines optimalen Leichtbaus
Steifigkeit der Struktur
Betriebsfeste
Werkstoffkombination
2. Wie lauten die drei Leichtbaustrategien
Stoffleichtbau
Formleichtbau
Bedingungsleichtbau
5. Erklären Sie den Begriff Reisslänge.
Rm/ρ
Zugfestigkeit/Dichte
7. Nennen Sie zwei Kriterien zur Auswahl eines Leichtbauwerkstoffes
E-Modul / γ
ρ
Festigkeit
9. Nennen Sie eine typische Aluminium Strangpress Legierung, die im Schienenfahrzeugbau eingesetzt wird.
AlMgSi0,7
11. Was muss beachtet werden, um bei Aluminium- Crashelementen ein optimales Energieabsorbtionsverhalten zu erzielen?
Legierung mit Vanadium
Wärmebehandlung
Geometrie - Triggerung (Versagen muss gezielt eingeleitet werden)
12. Was versteht man unter der Bezeichnung Aluminium - Superleichtlegierung?
Al + Li
13. Was verbirgt sich hinter den Handelsnamen GLARE und ARALL und weshalb werden diese Produkte eingesetzt?
Werkstoffverbund aus Aluminium und Faserverbundkunststoffen
Betriebsfestigkeiten
14. Magensium: welche Hauptlegierungselemente (neben Mg) besitzen die Legierung AM50 und AZ91
AM50: Alu und Mangan
AZ91: Alu und Zink
15. Eine crashgefährdete Fahrzeugstruktur soll aus einer Mg-Legierung gefertigt werden. Mit welchem Legierungselement kann die Duktilität und das Korrosionsverhalten der Mg-Legierung verbessert werden? gibt es einen Nachteil?
Li
Kosten
16. Was muss bei der Kombination von Magnesium mit CFK beachtet werden?
Wärmeausdehnung
Korrosion
Steifigkeitssprung (durch geometriewechsel, versch. Werkstoffe)
17. Welche Formgebungstechnologie eignet sich besonders für Magnesiumlegierungen?
Giessen (Schmelzviskosität)
18. Was ist beim Einsatz von Titanlegierungen zu beachten?
Umformtechnologien (Teuer)
Korrosion
20. Was rechtfertigt den Einsatz von Stahl im Leichtbau? (im Vergleich zu Aluminium)
Absolute Kennwerte E, Rm
Preis
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1. Nennen Sie drei Kriterien zur Realisierung eines optimalen Leichtbaus
Steifigkeit der Struktur
Betriebsfeste
Werkstoffkombination
2. Wie lauten die drei Leichtbaustrategien
Stoffleichtbau
Formleichtbau
Bedingungsleichtbau
5. Erklären Sie den Begriff Reisslänge.
Rm/ρ
Zugfestigkeit/Dichte
7. Nennen Sie zwei Kriterien zur Auswahl eines Leichtbauwerkstoffes
E-Modul / γ
ρ
Festigkeit
9. Nennen Sie eine typische Aluminium Strangpress Legierung, die im Schienenfahrzeugbau eingesetzt wird.
AlMgSi0,7
11. Was muss beachtet werden, um bei Aluminium- Crashelementen ein optimales Energieabsorbtionsverhalten zu erzielen?
Legierung mit Vanadium
Wärmebehandlung
Geometrie - Triggerung (Versagen muss gezielt eingeleitet werden)
12. Was versteht man unter der Bezeichnung Aluminium - Superleichtlegierung?
Al + Li
13. Was verbirgt sich hinter den Handelsnamen GLARE und ARALL und weshalb werden diese Produkte eingesetzt?
Werkstoffverbund aus Aluminium und Faserverbundkunststoffen
Betriebsfestigkeiten
14. Magensium: welche Hauptlegierungselemente (neben Mg) besitzen die Legierung AM50 und AZ91
AM50: Alu und Mangan
AZ91: Alu und Zink
15. Eine crashgefährdete Fahrzeugstruktur soll aus einer Mg-Legierung gefertigt werden. Mit welchem Legierungselement kann die Duktilität und das Korrosionsverhalten der Mg-Legierung verbessert werden? gibt es einen Nachteil?
Li
Kosten
16. Was muss bei der Kombination von Magnesium mit CFK beachtet werden?
Wärmeausdehnung
Korrosion
Steifigkeitssprung (durch geometriewechsel, versch. Werkstoffe)
17. Welche Formgebungstechnologie eignet sich besonders für Magnesiumlegierungen?
Giessen (Schmelzviskosität)
18. Was ist beim Einsatz von Titanlegierungen zu beachten?
Umformtechnologien (Teuer)
Korrosion
20. Was rechtfertigt den Einsatz von Stahl im Leichtbau? (im Vergleich zu Aluminium)
Absolute Kennwerte E, Rm
Preis
21. Welche Leichtbaustrategien werden beim Einsatz von Stahl verfolgt?
Formleichtbau
Bedingungsleichtbau
23. Erklären Sie den Begriff "tailored blanks"
Zugeschnitten, bzgl. Form, Umformeigenschaften, Werkstoffeigenschaften
24. Rechtfertigen Sie den Einsatz von Holz als Leichtbauwerkstoff.
Cellulose ρ = 1,5 g/cm³
anisotrop - Kraftfluss
gutmütiges, schadenstolerantes Versagensverhalten
Orthotrop
25. Aus welchen Basiskomponenten besteht Holz?
Cellulose + Lignin
26. Was ist beim Einsatz von Holz besonders zu beachten?
Feuchtigkeit
Wachstumsbedingungen
28. Erläutern Sie den Begriff MMC
Metal matrix composites (Faser in Metallmatrix)
29. Was kennzeichnet ein Faserverbundkunststoffbauteil bzgl. Fertigung und Werkstoff
Werkstoff entsteht während der Formgebung
30. Aus welchen Komponenten besteht ein Faserverbundkunststoff?
Faser, Matrix, Füllstoff
31. Nennen Sie drei Faserwerkstoffe
Kohlenstoff, Glas, Aramid
32. Nennen Sie zwei Naturfaserwerkstoffe.
Hanf, Flax, Ramie, Kokos
33. Aus welcher Textilfaser wird üblicherweise die Kohlenstofffaser hergestellt?
PAN
34. Erläutern Sie Abkürzungen HT, IM, HM. Was sind die Herstellungsunterschiede?
HT: Hochfest (High Tension) (Oxidation, Karbonisieren, Oberflächenbehandlung)
IM: hohe Festigkeit, mittlerer E-Modul (wie HT)
HM: hoher E-Modul (Oxidation, Karbonisieren, Graphitieren, Oberflächenbehandlung)
35. Was verbirgt sich hinter dem Handelsnamen "Kevlar" und was zeichnet diesen Faserwerkstoff aus?
Aramid
hohe Zähigkeit
36. Wie wird die Glasfaser hergestellt?
Spinnen aus der Schmelze
37. Was versteht man unter dem Begriff "Roving"?
Faserbündel
38. Welche textile Größen kennzeichnen den Roving?
K-Zahl (Kilo)
Tex-Zahl
39. Welche Gewebeform lässt sich besser umformen (Drapieren): Köper oder Satin?
Köper
40. Nennen Sie vier textile Verstärkungsformen.
Gewebe
Gelege
Gestrick
Geflecht
Wirrfasermatte
41. Nennen Sie vier Duromere Matrixsysteme
UP
EP
VE
PF
