Festigkeitsnachweis Flashcards
Bei der Konstruktion müssen Vorhersagen über das Verhalten des untersuchten Bauteils hinsichtlich seines Verhaltens unter Belastungen angestellt werden.
Wahr/Falsch?
Wahr
Untersuchungen zur Festigkeit
Die Kernfragen der Untersuchung sind ? (2)
Können die Bauteile den auf sie wirkenden Belastungen standhalten?
Halten die Bauteile so lange wie die gewünschte Betriebsdauer es fordert?
Bleibende Verformung
Gewaltbruch
Siehe Folie 3
…
Festigkeit ist der Widerstand eines Bauteils gegen ?
…das Versagen unter Last.
Festigkeitsüberschreiten —> Bauteilversagen
Ein Versagen kann sowohl in einer ?(1)? als auch in einem ?(2)? des Bauteils bestehen.
(1) bleibenden Verformung
(2) Bruch
Das Festigkeitsverhalten ist für zeitlich konstante(statische) Lasten gleich dem für zeitlich variable (dynamische) Lasten.
Wahr/Falsch?
FALSCH!
—> deutlich anders!
Das Festigkeitsverhalten ist für zeitlich konstante (statische) Lasten deutlich anders als für zeitlich variable (dynamische) Lasten.
Wahr/Falsch?
Wahr
Grundlagen der Konstruktion behandelt ausschließlich statische Festigkeitsbetrachtungen.
Wahr/Falsch?
Wahr
Beispiel Belastung/Beanspruchung
Was ist hier die Belastung bzw. Beanspruchung?
(Siehe Folie 4)
…
sigma steht für?
Beanspruchung (siehe Folie 4)
Ein allgemeiner Festigkeitsnachweis besteht immer aus ?
einem Vergleich der in einem Bauteil vorhandenen Beanspruchungen mit den für dieses Bauteil zulässigen Beanspruchungen.
Ziel der Konstruktion ist es Bauteile wie auszulegen?
So, dass:
vorhandene Beanspruchung
<
zulässigen Beanspruchungen
Wie berechnet man das Maß für die Sicherheit des Bauteils(S) ?
S = sigma(zulässig) / sigma(vorhanden)
—> Verhältnis von zulässigen Beanspruchungen und vorhandenen Beanspruchungen
Von was hängt sigma(zulässig) bzw. die zulässige Beanspruchung ab und wie erhält man Informationen dazu?
Hängt wesentlich vom Material ab
—> Informationen hierzu liefert die Werkstoffkunde
(Je nach Bauteil und Berechnungskonzept werden hier auch Geometrieeinflüsse etc. berücksichtigt (sog. Nennspannungskonzepte))
1) Von was hängt sigma(vorhanden) bzw. die vorhandene Beanspruchung ab
2) wie erhält man Informationen dazu?
1) Hängt von der Belastung durch:
- Kräfte
- Momente
- Bewegungen
- Temperaturen etc. ab
2) Informationen hierzu liefert die:
- Statik und elementare Festigkeitslehre
- Dynamik
- Thermodynamik
- Strömungslehre etc.
Die zu fordernde Sicherheit S hängt ab von der zulässigen Anzahl ausfallender Bauteile.
Sie hängt darüber hinaus stark von der Genauigkeit ab, mit der die Beanspruchungen und Festigkeiten bestimmt werden können.
Für Standardfälle sind die Zahlenwerte in Normen enthalten.
Allgemein helfen hier Techniken der Statistik weiter.
Wahr/Falsch?
Wahr
Eingrenzung der Festigkeit in Grundlagen der Konstruktion
- in diesem Modul werden ausschließlich mechanische Beanspruchen untersucht
- die Beanspruchungen (Spannungen im Inneren des Bauteils) werden hierbei typischerweise durch äußere Belastungen (Kräfte und Momente) hervorgerufen
- die Berechnung kann üblicherweise mit den Methoden der Statik und elementaren Festigkeitslehre erfolgen
- insbesondere die Beanspruchungsanalyse in Maschinenwellen wird mit der elementaren Balkentheorie durchgeführt.
(Nur lesen)
…
Modellbildung - Wellen und Achsen
Siehe Folie 10 und 11!
…
Alle Körper werden von Kräften beansprucht und verformen sich unter Krafteinfluss.
Wahr/Falsch?
Wahr
Kräfte sind nicht direkt wahrnehmbar. Es ist nur möglich sie an ihrer Wirkung zu erkennen bzw. zu messen.
Sie besitzen ?(1)? Charakter und werden deshalb durch ?(2)?, Richtung und ?(3)? beschrieben.
…
Sie besitzen VEKTORIELLEN Charakter und werden deshalb durch BETRAG, Richtung und ANGRIFFSPUNKT beschrieben.
Nenne 4 verschiedene Kraftformen: ??
- Punktkraft
- Linienkraft
- Flächenkraft
- Volumenkraft
(Siehe Folie 12)
Eine Kraft die an nur einem Punkt angreift.
—> idealisierte Rechenform
Welche Kraftform und welche Einheit?
Punktkraft ([N]; [kN])
Die Kräfte wirken auf einer Linie.
—> idealisierte Rechenform
Welche Kraftform und welche Einheit?
Linienkraft ([N/m];[kN/m])
Die Kräfte wirken auf eine Fläche verteilt. Wird in Berechnungen oft in eine Linienkraft umgeformt (z.B. Druck)
Welche Kraftform und welche Einheit?
Flächenkraft ([N/m^2]; [kN/m^2])
Ursprüngliche Kraftform. Wirkt räumlich verteilt am gesamten Körper, z.B. die Schwerkraft
Welche Kraftform und welche Einheit?
Volumenkraft ([N/m^3]; [kN/m^3])
Belastungen, Beanspruchungen und Verformungen
Äußere Lasten, die am Bauteil angreifen(Belastungen)
—> Welche Belastungsformen?
- Zug
- Druck
- Biegung
- Torsion
- Scherung
Schnittgrößen (innere Belastungen)
Welche Belastungsformen?
- Längs- und Querkräfte
- Biege- und Drehmomente
Äußere Lasten, die am Bauteil angreifen(Belastungen) bewirken Schnittgrößen (innere Belastungen), die am Bauteil Beanspruchungen (Spannungen) hervorrufen, die ihrerseits elastische und plastische Verformungen zur Folge haben.
Wahr/Falsch?
Wahr
—> siehe Folie 13 (neg. und pos. Schnittufer)
Beanspruchungen(Spannungen) im Bauteil: ??
- Normalspannungen als Zug- und Druckspannungen
- Schubspannungen als Scher- und Torsionsspannungen
(Spannungen: auf die Geometrie bezogene Belastung; z.B. innere Kräfte pro Fläche)
Nenne elastische oder plastische Verformungen: ??
- Verlängerungen
- Verkürzungen
- Querkontraktionen
- Durchbiegungen
- Schiebungen
- Verdrehungen
Was wird unter Belastung verstanden?
Von außen auf das Bauteil wirkende Lasten.
—> Kräfte und Momente
(Siehe Folie 15 q0 und M0)
Was bewirken Belastungen?
Innere Kräfte und Momente (Zug, Druck, Schub, Biegung, Torsion), auch Schnittgrößen (Schnittlasten) genannt.
(siehe Folie 15)
Was wird unter Beanspruchung verstanden?
Die aus inneren Kräften und Momenten resultierenden Spannungen im Bauteil
—> Normalspan. infolge von Zug, Druck, Biegung
—> Schubspan. infolge von Querkräften, Torsion
Was bewirken Beanspruchungen?
- elastische oder plastische Deformationen
Dehnung, Stauchung, Querkontraktion, Durchbiegung, Verdrillung
Grundlagen der technischen Mechanik
Die Beanspruchungen und Verformungen können mit Hilfe von ??, die die Belastungen des abgeschrittenen Teils im Gleichgewicht halten, berechnet werden.
Schnittlasten
Schnitt- und Erstarrungsprinzip
Die inneren Kräfte ermittelt man durch ?(1)?.
Ein freigeschnittenes System darf wie ein ?(2)? behandelt werden.
(1) Schneiden
(2) starrer Körper