Leichtbau (Subject) / Theorie (Lesson)

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• Nennen Sie drei Gründe, weshalb in letzter Zeit wieder vermehrt Stahl für den Leichtbau eingesetzt wird?  Entwicklung neuer hochfester Stahlsorten, besonders der CP, MS und TRIP sowie dertiefstentkohlten Stähle Entwicklung neuer Fertigungstechnologien wie die tailored Blanks und tailored Strips Vergleich zwischen Kosten und Gewichtsoptimierung
• Nennen und ordnen Sie mindestens 3 Gruppen der Mehrphasenstähle nach ihrer Festigkeit und beschreiben Sie die zur Herstellung notwendige Wärmebehandlung an einem Beispiel.  Dual-Phasen Stähle (DP) - niedrigste Festigkeit Stähle mit Restaustenit (RA bzw. TRIP-Stähle, Transformation Induced Plasticity) Complex-Phasen Stähle (CP) / Partiell-martensitischen Stähle (PM) Martensit-Phasen Stähle (MS) – höchste Festigkeit
• Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Aluminiumlegierungen härtbar sind? Bei den Legierungen muss sich die Löslichkeit mindestens einer Komponente mitabnehmender Temperatur verringern, was im Phasendiagramm durch Segregatsliniendargestellt wird. Die sich ausscheidende Phase muss jedoch auch das Gitter verspannenoder eine höhere Festigkeit besitzen um einen Härtungseffekt zu bewirken
• Welchen Einfluss hat die Gitterstruktur von Magnesium auf die Verformungseigenschaften bei unterschiedlichen Temperaturen? Durch die hexagonale Gitterstruktur ist Mg schlecht verformbar, oberhalb von 225 °C werdenzusätzlich zu der bis dahin nur aktiven Basisgleitebene noch die pyramidalen Gleitebenenaktiviert, was zu einer wesentlichen Verbesserung der Verformungseigenschaften führt.
• Nennen Sie drei Vorteile moderner austenitischer, nichtrostender Stähle gegenüber Aluminium. Welche Hauptlegierungselemente (nennen Sie zwei) werden dem Stahl zur Herstellung hinzugefügt und wozu dienen diese? Hauptlegierungsbestandteile nichtrostender Stähle:Chrom (Korrosionsschutz), Nickel (Kontrolle der mart. Umwandlung)  besseres Verhältnis von Festigkeit und Umformbarkeit besser umformbar als Aluminium erreichen beim Umformen eine höhere Festigkeit  Wanddickenreduktion bessere Korrosionsbeständigkeit
• Nennen und beschreiben Sie kurz die drei Arbeitsgänge beim Aushärten geeigneter Aluminiumlegierungen. Durch glühen bei hoher Temperatur wird möglichst viel von den zur Aushärtung führendenLegierungszusätzen im Al-Mk gelöst. (Lösungsglühen ) Durch schnelles Abkühlen wird der an diesen Legierungszusätzen angereicherteMischkristall in den übersättigten Zustand überführt. (Abschrecken ) Durch Auslagern (bei RT oder erhöhter Temperatur) kommt es zu Ausscheidungen aus demübersättigten Mischkristall
• Nennen Sie je ein Beispiel (oder Legierungsgruppe) für eine aushärtbare und eine nicht aushärtbare Aluminium-Gusslegierung. Aushärtbar: Al-Cu / Al-Zn (bei Anwesenheit von Mg)Nicht aushärtbar: Al-Si / Al-Mg
• Welches Kristallgitter besitzt reines Aluminium und was bedeutet dies für seine Zähigkeitseigenschaften über der Temperatur und für seine Dauerfestigkeit?  kubisch-flächenzentriertes Kristallgitter keine ausgeprägte Änderung der Kerbschlagarbeit über der Temperatur-Horizontale keine echte Dauerfestigkeit, sondern nur eine technische Dauerfestigkeit da stetigerAbfall der Wöhlerkurve
• Welche Art von Schaubild kommt zum Einsatz, wenn die Abhängigkeit von der Abkühlgeschwindigkeit ebenfalls dargestellt werden soll? Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubilder (ZTU)
• Nennen Sie einen Grund für die relativ geringe Zähigkeit von Magnesium. Die Anisotropie liegt in der hexagonalen Gitterstruktur begründet.
• Was versteht man unter dem Quellen von Kunststoffen und wie wirkt sich dieser Vorgang auf die Festigkeitseigenschaften aus? Der Kunststoff (vor allem Thermoplaste) nimmt Feuchtigkeit auf und verliert dabei anFestigkeit
• Glasfaserverstärkte Kunststoffe bestehen aus einer Kombination zwischen einem Harz und Glasfasern. Welche Werkstoffeigenschaften werden dabei vorwiegend von den Glasfasern und welche von dem Harz beeinflusst? Nennen Sie jeweils drei. Glasfaser: Festigkeit, Steifigkeit, Bruchdehnung, thermische Ausdehnung,Richtungsabhängigkeit der GrößenHarz: Geometrie, Formbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, Rissbildungsgrenze,Alterungsbeständigkeit, RissbildungsgrenzeAufgabeHöhere Glasfasergehalte sind nur durch eine stärkere Verdichtung zu realisieren. Beihöheren Drücken besteht bei kreuzenden Glasfasern die Gefahr der Schädigung und damitverbundenen Festigkeitsabfall. Grenze bei Mattenlaminaten bei 50%, Rovings 75%, uniaxialbei 90%.
• Warum kann für eine maximale Festigkeit der Gehalt an Glasfasern nicht beliebig gesteigert werden und wo liegt die Grenze für einen technisch sinnvollen Glasfasergehalt? Höhere Glasfasergehalte sind nur durch eine stärkere Verdichtung zu realisieren. Beihöheren Drücken besteht bei kreuzenden Glasfasern die Gefahr der Schädigung und damitverbundenen Festigkeitsabfall. Grenze bei Mattenlaminaten bei 50%, Rovings 75%, uniaxialbei 90%.
• Extremer Leichtbau kann nur realisiert werden, wenn überzogene Sicherheiten drastisch reduziert werden können. Welche vier Vorraussetzungen müssen dazu gegeben sein? 13.2 Genaue Kenntnis der Kräfte (Größe, Richtung) Einsatz hochwertiger Werkstoffe mit garantierten Spezifikationen Verwendung genauer Berechnungsmethoden Optimierte Geometrie
• Aus welchem Grund ist die Spannungserhöhung bei Bauteilen mit geometrischen Kerben aus Gusswerkstoffen bei schwingender Belastung in der Regel geringer als bei Bauteilen aus hochfesten Stählen? Die geringere Kerbempfindlichkeit von Gusswerkstoffen gegenüber hochfesten Stählen istwerkstoffmechanisch mit der hohen inneren Kerbwirkung von Guss begründet.
• Vergleichen Sie Punktschweißen und Nieten. Nennen Sie jeweils vier Gemeinsamkeiten und Unterschiede. Gemeinsamkeiten keine Gas- und flüssigkeitsdichten Verbindungen Bauteile müssen überlappt oder mit Laschen verbunden werden verzugsarm außer bei Blindnieten müssen Bauteile immer von beiden Seiten zugänglich sein Stanzen und Punktschweißen verbessern Steifigkeit bei Scherbeanspruchung am belastbarstenUnterschiede: durch Nietlöcher wird der Grundwerkstoff im Gegensatz zum Punktschweißengeschwächt, dadurch größere Querschnitte notwendig beim Nieten können ungleichartige Werkstoffe verbunden werden beim Nieten keine ungünstigen Werkstoffbeeinflussungen wie Aufhärtungen oderGefügebeeinflussungen Nieten besitzen eine geringere Festigkeit Nietverbindungen sind durch das Eigengewicht der Nieten schwerer bei Überlastung kein schlagartiges Versagen der Nietverbindung, da Deformationsarbeitdurch „Setzen“ aufgenommen wird
• Welche Vor- und Nachteile (je 2) zeigt das Laserstrahlschweißen gegenüber dem EHand-Schweißen? Vorteile: hohe Schweißleistung bezogen auf die eingesetzte Energie hohe Schweißgeschwindigkeit geringe Wärmeeinbringung und dadurch ein geringer Verzug Tiefschweißeffekt kein Zusatzwerkstoff notwendigNachteile: aufwendige Nahtvorbereitung nicht überall einsetzbar wegen hohem Geräteaufwand

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