Leichtbau (Subject) / Skriptum (Lesson)

Vorbereitung für die Prüfung zum Bachelormodul Leichtbau an der TU München

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• Was ist ein typisches E-Modul zu Dichte Verhältnis? E/ϱ = 2,3 - 2,6
• Wann ist ein linearer Dehnungstensor anwendbar? Nur bei kleinen Dehnungen/Verzerrungen anwendbar. Besondere Vorsicht bei Rotation.
• Welche Voraussetzungen gelten für die Eulerschen Knickfälle? nur für: σKrit = FKrit/A < σy (Streckgrenze) und für: ideal mittige Krafteinleitung perfekte Geometrie linear-elastisches Materialverhalten
• Nennen Sie zwei Belastungsarten, die ein Beulen des Bauteils hervorrufen können! Beulen erfolgt auf Druck und Schub. Nicht auf Zug.
• Welche für Lebensdauer relevante Belastungen und Beanspruchungen die über die Zeit zu einem Versagen führen kennen Sie? Mechanische Wechselbelastung (Schwingfestigkeit) Thermische Belastungen (und daraus resultierende mechanische Spannungen) Chemische Einflüsse (z.B.: Spannungsrisskorrosion) andere physikalische Einflüsse (z.B. hochenergetische Partikelstrahlung (AKW)) (Verschleiß)
• Erläutern Sie die Rainflow-Zählmethode Nach Kippen des Beanspruchungs-Zeit-Verlaufs werden die lokalen Minima und Maxima durch gerade Linien verbunden. Anschaulich stellt man sich nun Regenwasser vor, das entlang eines Pagodendachs herunterläuft und an den Kanten herunter tropft. Man beginnt oben und läßtvon jedem Maximum und Minimum aus Wasser herunterlaufen. Das Regenwasser hält an, sobald:•es auf Wasser von einem höheren Dach trifft (E-G endet in F, C-E endet in D)•Wasser horizontal gegenüber des betrachteten Wasserlaufs auf ein Dach trifft, das weiter rechts (bei links gerichtetem Fluß) oder weiter links (bei rechts gerichtetem Fluß) liegt (0-A-F-G endet gegenüber H, A-B-D-E endet gegenüber G)•es auf kein weiteres Dach trifft
• Was sagt die Hypothese der linearen Schadensakkumulaion von Miner aus? Jeder Lastwechsel fügt dem Bauteil einen Schaden zu Die Schädigung ist unabhängig von der Chronologie Schaden abhängig von:•Lastspielen bei zugehörigen Spannungsniveaus•Mittelwert σm y*Nz*Σni/Ni = 1 mit Sicherheit y (Gamma) und Anzahl der Betriebszyklen Nz
• Wie lässt sich das Bauteilermüdungsverhalten verbessern? Oberflächengüte verbessern Lastspitzen vermeiden Anregungen bzw. Schwingungen vermeiden Werkstoffwahl anpassen
• Viele Anrisse gehen von der Bauteiloberfläche aus. Welche Gegenmaßnahme können Sie vorschlagen? In den kritischen Bereichen die Oberflächen polieren Einbringen von Druckeigenspannungen durch z.b. Druckwalzen oder Kugelstrahlen
• Welche Arten der Verbindung gibt es beim Kleben? Chemische Bindung: echte chemische Bindung zwischen Atomen und Molekülen Physikalische Bindung: physikalische Anziehungskräfte zwischen Molekülen undden Atomen Mechanische „Verklammerung“: Eindringen in die Oberflächenrauhigkeiten(vgl. Formschluss)
• Wie wird eine Klebung vorbereitet? Aufrauhen, Sandstrahlen, Entfetten, Beizen
• Wodurch wird die Festigkeit einer Klebung bestimmt? Adhäsion: Haftung des Klebstoffes an der Oberfläche --> Oberflächenbehandlung, Klebstoffauftrag Kohäsion: Klebschichtfestigkeit --> Mischungsverhältnis der Komponenten
• Wie viel Prozent der statischen Festigkeit beträgt die Dauerfestigkeit ungefähr? Die Dauerfestigkeit beträgt ca. 15% der statischen Festigkeit.
• Welchen Einfluss hat die Klebschichtdicke auf die Festigkeit der Klebung? Maximum der Festigkeit der Klebung bei ca. 0,1 mm Klebschichtdicke zu dünn: Fügepartner berühren sich zu dick: geringere Steifigkeit, höhere Biegemomente, höhere Randspannungen
• Nennen Sie typische Beanspruchungen von Klebeverbindungen! Zugbeanspruchung, Spaltveanspruchung, Scher-/Zugbeanspruchung, Schälbeanspruchung
• Nennen Sie Maßnahmen zum Abbau der Randspannungsspitzen! Weicherer Klebstoff baut Spannungsspitzen ab. Schäftung führt zu homogenern Dehnungsverlauf im Fügeteil Vergrößerung der Klebefläche
• Nennen Sie Vor- und Nachteile von Klebeverbindungen! Vorteile: Lastverteilung auf große Fläche keine Schädigung der Fügeteile Dichtungswirkung Korrosionsverminderung Schwingungsdämpfung Nachteile: ZfD/NDI schwierig (zerstörungsfreie Prüfung) Sorgfältige Vorbereitung notwendig nicht-lösbare VErbindung Temperaturfestigkeit schlecht benötigt eine klebegerechte Gestaltung

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