HS Hannover


Kartei Details

Karten 186
Lernende 59
Sprache Deutsch
Kategorie Technik
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 10.11.2015 / 06.10.2023
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(34) Durch welchen Proportionalitätsfaktor werden die Schubspannung "tau" und der Verzerrungswinkel (Scherwinkel) "gamma" formelmäßig verknüpft?

tau = G * gamma           (G=Schubmodul)

(35) Welche dritte, die Elastizitätseigenschaften eines Körpers beschreibende Größe wird über den Schubmodul G und den Elastizitätsmodul E definiert?

ν = Querkontraktionszahl

\(G = {E \over 2 * (1+v)}\)                       (G=Schubmodul; E=Elastizitätmodul)

(36) Skizzieren Sie den realen Schubspannungsverlauf eines scherbeanspruchten Bauteilquerschnitts!

Parabolischer Soannungsverlauf

Taumax in der Mitte

(37) An welcher Stelle sind die Biegespannungen in einem biegebelasteten Träger am höchsten?

In der von der neutralen Faser am weitesten entfernt liegenden Stelle (an Trägerrändern)

(38) Wie lautet die Grundgleichung zur Berechnung der maximalen Biegespannungen in einem Biegebalken (Namen und Formelzeichen)?

Welche Größe berücksichtigt die Querschnittsgröße und Querschnittsform des Balkens?

\(δ = {Mb \over Wb}\)      δb max = max Spannung, Mb = Biegemoment, Wb = Widerstandsmoment

- Querschnittsgröße und-form in Wb berücksichtigt

(39) Welcher formelmäßige Zusammenhang besteht zwischen dem Widerstandsmoment Wb eines Biegebalkens, der Höhe h (h senkrecht zur Biegeachse) und dem axialen Flächenträgheitsmoment Ib?

\(Wb = {Ib \over z} = {{Ib \over h}*2}\)

(40) Welchen Vorteil haben rotationssymmetrische Teile hinsichtlich der Berechnung des Widerstandsmoments gegen Torsion und Biegung?

In alle Richtungen gleiche Widerstandsmomente Ib

(41) Welcher Unterschied besteht zwischen Querkraftbiegung und reiner Biegung bezüglich der auftretenden Grundbelastungsarten im Bauteil?

Reine Biegung : Biegespannung


Querkraftbiegung : Biege- und Schubspannungen

(42) In welchem Fall ist bei der Querkraftbiegung die durch die „Biegekraft“ auftretende Schubspannung in einem Biegebalken zu berücksichtigen? Begründen Sie Ihre Antwort.

Bei kurzen Trägern. Hierbei nimmt der Einfluss der Schubspannung gegenüber der
Biegebeanspruchung stark zu. Dies kann zum Versagen führen.

(43) Wie lautet die Grundgleichung zur Berechnung der maximalen Torsionsschubspannungen in einem tordierten Bauteil (Namen und Formelzeichen)? Welche Größe berücksichtigt die Querschnittsgröße und die Querschnittsform des Bauteils?

-  \(tau = {T \over Wt}\)                                 taut max = max Torsionsschubspannungen, Wt = polares Widerstandsmoment

- Wt

 

(44) Unter welcher Belastungsart kann die Werkstoffausnutzung am besten erfolgen (mehrere Antworten können richtig sein)?

(45) Welche zwei Bereiche sind bei der Knickung grundlegend zu unterscheiden (Namen)? Welche Berechnungsansätze gibt es für sie (Namen!)? Welche Größe "trennt" sie?

Elastische Knickung  Euler Hyperbel (λ>20 & λ>λGrenz)
Unelastische Knickung  Tetmajer Gerader (λ>20 & λ<λGrenz)
- Trägheitsradius r; Knicklänge Lk; Schlankheitsgrad λ

(46) Ist der Grenzschlankheitsgrad (Knickung) lamda grenz eine Werkstoff- oder eine geometrische Kenngröße?

Werkstoffkenngröße (von Werkstoffkennwerten abhängig)

(47) Knicken Bauteile mit geringerem Elastizitätsmodul E eher elastisch oder eher unelastisch? Begründen Sie kurz ihre Antwort.

Eher elastisch, da λgrenz klein wird, wenn das E-Modul klein ist und somit der elastische Bereich im
Gegensatz zum unelastischen Bereich größer wird. \(λgrenz = {\sqrt{π^2* E\over δp}}\)

(48) Zeichnen Sie die vier Knickfälle. Welcher Stab knickt (bei gleicher Abmessung und Kraft) bereits unter der geringsten Knicklast, welcher unter der größten?

Fall I knickt am schnellsten
Fall IV knickt am spätesten
(s. Blatt 2.20)

(49) Welche Größe wird durch den Eulerschen Knickfall definiert? Was unterscheidet die Eulerschen Knickfälle?

A) Freie Knicklänge Lk wird definiert, damit auch Eulersche Knicklast
B) Verschiedene Lagerung und Einspannung

(50) Durch welchen Faktor wird die Schlankheit eines Bauteils bei der Stabilitätsbetrachtung der Knickung berücksichtigt?

Schlankheitsgrad λ = Lk / i
Trägheitsmoment  \(i = { \sqrt{{lb min} \over A}}\)

(51) Wo sind höhere Sicherheitswerte im Hinblick auf die Knickstabilität nötig?

(52) Was beschreibt die Tetmayer-Gerade?

Tetmajer Grade beschreibt die unelastische Knickung, wenn λ>20 und λ<λGrenz

(53) Was beschreibt die Euler-Hyperbel?

Euler Hyperbel beschreibt die elastische Knickung, wenn λ>20 und λ>λGrenz

(54) Welche Rolle spielt die Druckfestigkeit eines Werkstoffs bei der Berechnung der Knickstabilität für sehr kleine Schlankheitsgrade eines Bauteils?

Bei Schlankheitsgraden λ<20 ist das Quetschfließen zu berücksichtigen, da kein Knicken mehr
zustande kommt; und die Fließgrenze zu verwenden, wenn δk>δd

(55) Bezüglich der Addition von Spannungen gelten bei zusammengesetzter Beanspruchung eines Bauteils folgende Regeln:

(56) Was versteht man unter einer Vergleichsspannung?

Es ist eine von mehrachsigen Beanspruchungen auf einen einachsigen Spannungszustand
zurückgerechnete Vergleichsspannung.

(57) Welche drei Festigkeitshypothesen werden im Maschinenbau verwendet (Namen)? Wie sind sie zu ihrem Namen gekommen?

Ihr Name entstand durch ihre Versagnesart:
-NH = (Haupt-)Normalspannungshypothese
-SH = (Haupt-)Schubspannungshypothese
-GEH = Gestaltänderungsenergiehypothese

(58) Nennen Sie die drei Hypothesen zur Berechnung von Vergleichsspannungen bei zusammengesetzter Beanspruchung? Welche der Hypothesen ist die beste für zähe (fließfähige) Werkstoffe?

NH, SH, GEH (= Beste für zähe Werkstoffe)

(59) Wie lautet die Formel zur Berechnung der Vergleichsspannung nach der Gestaltänderungsenergiehypothese (einachsiger Spannungszustand), wenn das Bauteil durch Biegung und Torsion belastet wird?

\(δν (GEH) = {\sqrt{δx^2+3*τxy^2} }\)

(60) Für welche Werkstoffe werden in der Regel höhere Sicherheiten benötigt – duktile oder spröde? Begründen Sie Ihre Antwort.

Für spröde Werkstoffe, da sie keine / kaum plastische Verformung aufweisen und dadurch ihr
Versagen ohne Vorwarnung kommt.

(61) Welcher Werkstoffkennwert ist bei Zugbelastung für ein sprödes Bauteil (Grauguss) für den statischen Festigkeitsnachweis zu verwenden, welcher für ein duktiles Bauteil?

A) Rm
B) Re oder Rp0,2

(62) Ein Bauteil wird durch ein statisches Torsionsmoment Tstat und durch ein dynamisches, rein schwellendes Biegemoment Mb,schw belastet. Für den statischen Festigkeitsnachweis sind für die Berechnung der Vergleichsspannung folgende Momente heranzuziehen:

(63) Ein Bauteil wird durch ein statisches Torsionsmoment Tstat und durch ein dynamisches, rein schwellendes Biegemoment Mb,schw belastet. Für den dynamischen Festigkeitsnachweis sind für die Berechnung der Vergleichsausschlagsspannung folgende Momente heranzuziehen:

(64) Zeichnen Sie den zeitlichen Spannungsverlauf für die drei Belastungsfälle: (a) statisch, (b) schwellend, (c) wechselnd!

a = 1. Graph

b = 2. Graph

c = 4. Graph

(65) Skizzieren Sie in einem Diagramm (Achsen beschriften!) einen rein wechselnden Spannungsverlauf und kennzeichnen Sie darin Spannungsamplitude, Mittelspannung, Oberspannung und Unterspannung.

Bild

(66) Skizzieren Sie ein Spannungs-Zeit-Diagramm mit rein schwellendem Spannungsverlauf und kennzeichnen Sie darin die Mittelspannung, den Spannungsausschlag und die Oberspannung.

bild

(67) Wie ermitteln Sie aus der Oberspannung sigmao und dem Spannungsausschlag sigmaa die Unterspannung sigmau (Formel angeben)?

sigma u = sigma o - (2* sigma a)

(68) Zeichnen Sie eine schematische Wöhlerkurve und geben Sie die drei Festigkeitsbereiche an! 

bild

(69) Zeichnen Sie ein Dauerfestigkeitsschaubild nach Smith und zeichnen Sie zwei Festigkeitskennwerte mit Namen ein. 

Festigkeitswert= Rm, Rp0,2

(70) Die Ausschlagsfestigkeit sigma A eines Werkstoffs nimmt mit

(71) Für die Ausschlagsfestigkeit A eines Werkstoffs gilt: 

(72) Erläutern Sie den Begriff "plastische Reserve" anhand der Biegung eines Balkens! 

(Reuter meinte, am besten mit Skizze)

- die zulässige plastische Verformung im Randbereich duktiler Werkstoffe. 

- oberhalb der Elastizitätsgrenze Rp0,2 (Re) belastet , ohne dass sie durch Bruch versagen

- kein Funktionsversagen des Bauteils durch die plastische Deformation 

(73) Was berücksichtigen Betriebsfestigkeiten?

Es berücksichtigt die zufälligen Beanspruchungszeit-Verläufe. (Bl.2.56)