Welche Spannungen treten bei einem Balken auf, der an den Rändern aufliegt und durch eine einzelne Kraft belastet wird?
Unterseite Zugspannung
Oberseite Druckspannung
Wo treten in diesem Balken (Querschnitt) die jeweils längsten bzw. niedrigsten Spannungen auf?
Druckspannung -> Verkürzung der Faser (Oben)
Zugspannung -> Verlängeung der Faser (Unten)
Neutrale Faser -> kleine bzw. niedrige Spannung
Was ist unter Gleitung verstanden und bei welcher Belastung eines Körpers tritt die auf?
Material schert unter Schubspannung
Wie sind bei einem runden Stab (Querschnitt) die Torsionsspannung am Größten?
Maximale Spannung an der Randfaser/Mantelfläche
STabachse wird nicht verformt.
Welches Gesetzt ist gültig, solange die Spanung proportional zur Dehnung ist?
Das hooksche Gesetz
Welche Kennzahl beschreibt die Steigung dieser Geraden?
Elastizitätsmodul (E-Modul) beschreibt elastisches (NICHT PLASTISCHES) Verformungsverhalten eines Werkstoffes
Wie unterscheiden sich die Körper nach Einwirkung der gleichen Last mit unterschiedlicher Steigung der Gerade?
je mehr Widerstand ein Material seiner elastischen Verformung entgegen bringt, desto Höher ist sein E-Modul (Mehr Last für weniger Dehnung)
Erklären sie die Definition der Zugfestigkeit
Maximale mechanische Belastung mit der ein Bauteil belastet werden kann.
Beim überschreiten der Zugfestigkeit kommt es zum Werkstoffversagen. (Vorher plastische Verformung, dann Abnahme der Kraftaufnahme, dann Werkstoffversagen)
Wozu wird die Gestaltänderungshypothese verwendet, bzw. benötigt?
Um Mehrachsige Belastung mit nur einer Spannung zu berechnen, müssen Spannungen zusammengefasst werden!
gleichartige Spannungen -> resultierende Spannungen (=Summe der Einzelspannungen) TauRes, DeltaRes
Verschiedenartige Spannungen -> Vergleichsspannungen deltaY und TauY
Hypothesen: Vorgehen zur Berechnung der Vergleichsspannungen
Hypothese 1: Normalspannungshypothese NH
für SPRÖDE Werkstoffe
Hypothese 2:
Gestaltänderungshypothese
für DUKTILE Werkstoffe
Welche Festigkeitseigenschaft verändert sich mit der höheren Güte eines Stahls durch welches Verfahren wird die höhere Güte erreicht und wie wird sie im Schiffbau (DNV) gekennzeichet?
Dauerfestigkeit, Elastiziätsgrenze
Vergütung -> Wärmebehandlung von STählen-> Gefügebildung/änderung
Kennzeichnung der Güte im Schiffbau:
normalfester Stahl: A,B,C,D,E
hochfester Stahl: AH, DH, EH, FH
A JR -> Raumtemperatur bei Testung
B J0 -> 0° Raumtemperatur
D J2 -> -20°
E J4 -> -40°
Kerbschlagzähigkeit durch Buchstaben gekennzeichnet:
J = 27Joule
K = 40J
L = 60J
Welcher Festigkeitswert änder sich NICHT bei höherem Gütegrad
E-Modul
Was wird unter der proportionalitätsgrenze Verstanden? Wo liegt diese?
Der Punkt im Spannungs-Dehnungs-Diagramm, ab dem Längen- und Spannungänderung nichtmehr proportional zueinander sind. Das Ende der Hookschen Gerade
Erläutern Sie den Begriff Kerbschlagzähigkeit. Wann wird Stahl mit höherer Kerbschalgzähigkeit gefordert?
Maß für den Widerstand eines Werkstoffes gegen Schlagbeanspruchung.
Eine gute Kerbschlagzähigkeit wird bei Bauteilen mit schnellen Beanspruchungswechsel mit mehrachsiger Beanspruchung benötigt.
Welches Schweißverfahren kann für legierte Stähle verwendet werden?
Hochlegierte Stähle kann man mit Schutzgas schweißen.
Hierfür eignet sich das MAG-Schweißverfahren
Welches Schweißverfharen ist das wichtigste und meistverwendete im Schiffbau?
MIG-MAG, da vielseitig einsetzbar und vergleichsweise günstig und schnell
Welche Voraussetzungen muss eine Platte erfüllen, um fürs Laserschweißen verwendbar zu sein?
Vorgefräste Kanten fixieren
Asband maximal 0,3mm (Kleiner Fügspalt)
Plattestärke muss zwischen 3-7mm liegen
Mit welchen Verfahren können Schweißnähte geprüft werden (Nicht destruktiv) 5 Stück
Optisch (Alpha-Maß, Poren)
Ultraschall-Prüfung (Für Stumpf und Kehlnähte)
Röntgenverfahren (Für Stumpfnähte)
Oberflächenrissprüfung (Farbeindring/ Magnetpulver Verfahren)
Dichtigkeitsprüfung (Wasserdrucktest)
Welche Schweißnahtformen gibt es?
Welche Schweißverfahren gibt es?
Lichtbogenhandschweißen
WIG-Schweißen(Wolfram-Inertgas-Schweißen
Unterpulverschweißen
Laser/ Laserhybrifschweißen
Weclhes Verhältnis wird durch das poissonsche Gesetz ausgedrückt und wofür wird das Gesetz angewendet?
Es beschreibt das Verhältnis zwischen längs- und querdehnung bei Werkstoffen
Was versteht man unter einem Dutkilen Werkstoff und wodurch ist er charakterisiert?
Cu ist hoch dutkil. Werkstoffe sind duktil, wenn Sie sich lange plastisch verformen bevor sie reissen.
Kann eine Normalspannung oder eine Schubspannung von einem Werkstoff schlechter ertragen werden? Wie groß ist der Unterschied?
Schubspannung kann schlechter ertragen werden, da die Gleitfähigkeit der Atome auf dem Kristallgitter in Normalkraftrichtung deutlich schlechter ist, als in Schubrichtung
Technische Daten einer M20 8.8 Schraube
Erste Zahl = Zugfestigkeit RM = Zahl * 100 N/mm^2
Zweite Zahl = Streckgrenzenverhältnis = 0,8
Streckgrenze = RM Re = 800*0,8 = 640 N/mm^2
Elastisch verformbar bis 640N/mm^2
Was versteht man unter einem Isotropen Werkstoff und was charakterisiert ihn?
Mechanische und thermische Eigenschaften in alle Richtungen gleich. Beispiel: Gegossene und weichgeglühte Metalle
Was ist ein anisotroper Werkstoff und was charakterisiert ihn?
Werkstoff ist thermisch und mechanisch nicht in alle Richtungen gleich belastbar.
bsp: Holz, CFK, GFK, gehärtete Stähle
Welchen Wert drückt die Steigung der Geraden im hookschen Gesetz bei einer Tangentialspannung aus?
Das Schubmodul G wird dann mithilfe des E-Modules und der querkontraktionszahl v berechnet.
wo treten bei einem rechteckigen Balken aus homogenen Baustahl, der auf Biegung beansprucht wird, jeweils die höchsten und niedrigsten a.) Normalspannungen b.) Schubspannungen auf?
a.) Normalspannungen (Zug/ Druck) treten in den Randfasern auf und sind dort maximal.
b.) Tangentialspannung nimmt parabelförmig bis zur Mitte des Balkens zu -> Hier wirkt die größte Querkraft.
Was ist Reh im Spannungs Dehnungs-Diagramm
Die Streckgrenze. Bis zu dieser Grenze kehrt der Baustoff bei Lastabfall wieder in seinen urzustand zurück -> verhät sich elastisch.
Welcher Wert beschreibt die Streckgrenze im Spannungs-Dehnungsdiagramm
Reh
Was ist Rm im Spannungs-Dehnungsdiagramm
Rmax = Zugfestigkeit = Reißfestigkeit -> Nach Belastung zu dieser Grenze reißt/ bricht das Material.
Was ist die Zugfestigkeit im Spannungs-Dehnungs-Diagramm
Rm = Rmax = Maximale Spannung die vor Versagen ertragen werden kann
Wie wird vorgegangen, wenn keine eindeutige Streckgrenze Reh vorliegt? welche Materialien müssen so behandelt werden?
Wenn ein fließender Übergang besteht, dann muss man eine Parallele zur hookschen Geraden bei 0,2% Dehnung antragen. Der Schnittpunkt bezeichnet dann die 0,2% Grenze, die man nun vertretend für Reh verwendet. Die macht man so bei Kupfer, Aluminium und hochfesten Stählen.
Was versteht man unter der Schweißneigung von Schiffbaustahl?
Ein Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,22% ist wichtig für gute Schweißbarkeit. Ist allerdings nur bei niedrig legierten Stählen der Fall. Bei allen anderen Metallen muss mit Schutz oder Aktivgas geschweißt werden (Hochwertige Materialien mit Schutzgas)
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