Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Fragenkatalog
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Kartei Details
| Karten | 60 |
|---|---|
| Lernende | 18 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 09.06.2018 / 03.07.2023 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20180609_verbundwerkstoffe_und_werkstoffverbunde
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36. Welche Kriterien sind für einen Werkstoffverbund besonders zu beachten?
•Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten
•Minderung Steifigkeitssprung
•Kontaktkorrosion
•Aspekt Recycling => ganzheitliche Bilanzierung
37. Welches Bauprinzip liegt der Sandwich-Verbundbauweise zugrunde und wie lautet die Aufgabenverteilung zwischen Deckschichten und Kern?
=> optimale Biegesteifigkeit bei minimalstem Gewicht
● Deckschichten liefern Scheibensteifigkeiten (E-Moduln) und hohe Festigkeiten
● Kern liefert bei niedrigstmöglicher Dichte (~2/3 des Gesamtgewichts):
=> den Abstand für hohen Steiner-Anteil -> hohe Biegesteifigkeit
=> Druckfestigkeit für Belastbarkeit senkrecht zur Plattenebene
=> Schubsteifigkeit und Festigkeit (für Querkraftbiegung)
=> Stützung der Deckhäute gegen Beulen
38. Bezüglich welchen Belastungen werden Sandwichelemente üblicherweise ausgelegt?
•Prädestiniert für Biegelasten aufgrund hohem Steiner-Anteil bei geringer Masse
•optimierte Materialausnutzung bei Biegung durch nahezu konstante Zug / Druckspannungen über die dünnen Deckhäute
•Drucklasten als Dimensionierungskriterium für den Kern
39. Welche Vorteile besitzt die Sandwichbauweise gegenüber verrippten Blechen / Blechen mit Sicken?
•Hohe Biegesteifigkeit und Festigkeit bei sehr niedriger Gesamtdichte
•kein Durchzeichnen von Rippen und Stringern
•Keine Spannungssprünge, kerbarm-> hohe Ermüdungsfestigkeit
•Fail Safe – Hautriss von einer Seite schlägt nicht zur anderen durch
•Schalldämmung
•Wärmeisolation
•hoher Brandwiderstand
•geringeres Gewicht als verrippte Flächen gleicher Beulsteifigkeit
40. Nennen Sie drei Nachteile der Sandwichbauweise?
•Punktuelle Krafteinleitungen schwierig zu realisieren
•Fehler schwer erkennbar
•Feuchteaufnahme des Kerns bei Temperaturschwankungen
41. Welche Werkstoffe finden in der Sandwich-Bauweise Verwendung:
a) als Deckhautmaterialien
b) als Kernmaterialien?
a)
Praktisch jedes Material das in dünnen Schichten herstellbar ist z.B.
•Al-Leg.
•Ti-Leg.
•Stahlbleche
•FVK-Laminate,
•dünne Sperrholzplatten
•Kunstoff
•Papier / Pappe
b)
•Waben: z.B. Nomex, Aluminium
•thermoplastische Hartschäume: PVC, PMI, PEI
•Aluminiumschaum
•Balsaholz
•Faltkerne
42. Welche Werkstoffe werden für Wabenstrukturen verwendet?
•Alu (korrosionsschutzbeschichtet
•rostfreier Stahl
•Titan
•Nickellegierungen
•Phenolharzgetränkte Aramidpapiere (Nomex)
•FKV-Laminate (primär Glas und Kohlenstofffaser)
43. Welche besonderen Ausführungen von Wabenkernen gibt es?
•Hexagonal (Bienenwabe), in einer Richtung überexpandierte Wabe.
- 3D-formbare, Flex-core Wabe
- Fold-core Wabe
44. Was ist bei der Verklebung von Deckhäuten und Kernverbundkernen zu beachten?
•Sehr geringe Klebefläche-> Klebstoff-Meniskus muss sich ausbilden
•Al-Deckschichten sind vor Verkleben mit Korrosionsschutz/Haftvermittler zu versehen
45. Welche elastische und festigkeitsrelevante Besonderheit weisen Honigwabenkerne auf?
•Orthotrope Eigenschaften aufgrund der bei Verklebung der Wände in Längsrichtung aufgedoppelten Flächen
46. Welche Polymerschäume finden als Kernmaterial Verwendung?
•PVC (PolyVinylChlorid)
•PU (Polyurethan)
•PMI (Polymethacrylimid)
•Epoxid und UP-Schäume
47. Beurteilen Sie die Leistungsfähigkeit von Polymerschäumen im Vergleich zu Wabenstrukturen.
•Annähernd homogene Zellstruktur im Vgl. zur Wabengeometrie
•Vergleichsweise Geringe Steifigkeit gegenüber Waben (ca. Faktor 10 auf Masse bezogen)
•Geringere Druckfestigkeit und Schubfestigkeit (ca. Faktor 4)
•Klebstoff- und Harzaufnahme beim Verkleben bewirkt Massenzunahme
•Evtl. Problematische Ermüdung bei Schwingbelastung
•Verarbeitung (Sägen,Schleifen,Fräsen, auch Autoklaventauglichkeit)
•Thermoformbarkeit der thermoplastischen Polymerschäume
48. Was ist bezüglich der Krafteinleitung in Sandwichstrukturen konstruktiv zu beachten?
•Unterscheidung in Punkt-, Linien-, Flächenlasten.
•Umwandeln der Punkt in Flächenlasten nötig wegen geringer lokaler Druckfestigkeit.
•Eventuell lokale Verstärkung/Ersatz des Kernmaterials notwendig.
49. Nennen Sie jeweils
drei natürliche Faserwerkstoffe und
drei Biopolymere
die sich für den Einsatz als FVK eignen.
•Baumwolle, Flachs, Hanf, Ramie, Kokos, Seide, …
•Cellulosederivate: PPT, PBT, Bio-PA, Bio-PU Stärkeblends: PHB, PLA, Chitin, Chitosan
50. Welche pflanzlichen Bestandteile / Produkte lassen sich zur Herstellung eines Biopolymers nutzen?
•Lignin
•Cellulose
•Hemicellulose
•Zucker
•Stärke
•Öle und Fette
51. Nennen Sie zwei Bestandteile von Holz, die sich zum Aufbau eines „Bio-FVK“ eignen.
•Lignin
•Cellulos
52. Wie lautet vereinfacht die Methodik der ganzheitlichen Bilanzierung im Rahmen der Produktentwicklung?
Skript Teil 9 (LCA, Recycling)
- Okobilanz: Life Cycle Assessment [LCA]
1. Rohstoffabbau und Aufbereitung
2. Herstellung
3. Produktion
4. Nutzung
5. Entsorgung
53. Was versteht man unter dem Begriff „ILSS-Wert“?
•Interlaminar shear strength: interlaminare Scherfestigkeit.
–Gibt einen Anhaltswert für die Laminatqualität.
–Darf nicht für die Berechnung / Laminatanalyse verwendet werden.
54. Welche zerstörenden Prüfverfahren werden üblicherweise für ein Faserverbundkunststofflaminat durchgeführt (fünf Versuche)?
•ILSS-Versuch: interlaminare Scherfestigkeit => Qualitätskriterium des Laminates
•Zugversuch UD
•Querzugversuch
•Druckversuch
•Dreipunkbiegeversuch
55. Nennen Sie drei Möglichkeiten, den Faservolumengehalt eines Laminates zu ermitteln?
•Wiegen des Laminates, chemisches Auswaschen oder Ausbrennen der Matrix, wiegen der Fasern => Berechnung Faservolumengehalt über Massenanteile.
•Wiegen des Laminates, Bestimmung des Volumens des Laminates, Dichte Faser bekannt, Dichte Matrix bekannt, Dichte Füllstoffe bekannt => Berechnung Faservolumengehalt über Dichte / Volumen / Massenanteile.
•Thermogravimetrische Analyse TGA.
