Mechanik: Kräfte und Berechnungen
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Questions and Answers

Was beschreibt das Aufrichtmoment?

  • Das Moment, das den Körper in eine aufrechte Position bringt. (correct)
  • Das Moment, das durch die Schräglage entsteht.
  • Das Moment, das die Geschwindigkeit eines Körpers beeinflusst.
  • Das Moment, das eine Rotation um die senkrechte Achse verursacht.

Die Trägheitskraft ist eine Kraft, die immer nach oben wirkt.

False (B)

Nennen Sie eine Kraft, die bei einer Kurvenfahrt eine entscheidende Rolle spielt.

Zentrifugalkraft

Der ______ ist der Punkt, an dem die Gewichtskraft eines Körpers wirkt.

<p>Schwerpunkt</p> Signup and view all the answers

Ordnen Sie die Kräfte den richtigen Bezeichnungen zu:

<p>Reibkraft = Widerstand gegen Bewegung Normalkraft = Kraft, die senkrecht zur Kontaktfläche wirkt Gewichtskraft = Kraft, die durch die Schwerkraft wirkt Reaktionskraft = Kraft, die gleich und entgegengesetzt zu einer anderen Kraft wirkt</p> Signup and view all the answers

Was ist der Querschnitt, der für den unteren belasteten Teil der Schraubzwinge zu zeichnen ist?

<p>Rechteckquerschnitt (C)</p> Signup and view all the answers

Die Berechnung der Reaktionslasten ist nicht erforderlich, wenn die Spannungen im Schnitt (x - z) analysiert werden.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Was müssen Sie skizzieren, nachdem Sie die Spannungen berechnet haben?

<p>Spannungsverteilung auf der Schnittfläche</p> Signup and view all the answers

Die Größe des Rechteckquerschnitts wird durch die Breite (b) und die _____ (h) bestimmt.

<p>Höhe</p> Signup and view all the answers

Ordnen Sie die verschiedenen Begriffe den passenden Beschreibungen zu:

<p>Reaktionslasten = Kräfte, die an einem Schnittpunkt wirken Spannungsverteilung = Verteilung von inneren Spannungen auf einer Fläche Schnittfläche = Der Bereich, an dem die Zwangs- oder Belastungskräfte wirken Maximalwerte = Die höchsten Spannungswerte unter Belastung</p> Signup and view all the answers

Wie hoch sind die spezifischen Werkstoffkosten (kv0) für das Bauteil?

<p>7,22 €/cm³ (C)</p> Signup and view all the answers

Das Netto-Volumen des Bauteils beträgt 12 dm³.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Wie hoch ist der Aufschlag für Verschnitt, der berücksichtigt werden muss?

<p>12 %</p> Signup and view all the answers

Das Netto-Volumen (V) des Bauteils beträgt _____ dm³.

<p>10,56</p> Signup and view all the answers

Ordne die Begriffe den entsprechenden Werten zu:

<p>Netto-Volumen = 10,56 dm³ Spezifische Werkstoffkosten = 7,22 €/cm³ Verschnitt = 12 % Brutto-Werkstoffkosten = W</p> Signup and view all the answers

Was muss bei der Berechnung der Brutto-Werkstoffkosten berücksichtigt werden?

<p>Die spezifischen Werkstoffkosten (C), Der Aufschlag für Verschnitt (D)</p> Signup and view all the answers

Das Brutto-Volumen ist immer kleiner als das Netto-Volumen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Was repräsentiert das Zeichen 'k*' im Kontext der Bauteilberechnung?

<p>Umrechnungszahl</p> Signup and view all the answers

Welche Eigenschaft ist wichtig für die Zerspanbarkeit von Baustählen?

<p>Hohe Temperaturstandfestigkeit des Werkzeuges (D)</p> Signup and view all the answers

Oxidation kann den Schmelzfluss beim Schweißen behindern.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Kohlenstoffgehalt ist für unlegierte Stähle typisch?

<p>0,22 %</p> Signup and view all the answers

Beim Schweißen sollten keine Neigungen zu ______ auftreten.

<p>Bindefehlern</p> Signup and view all the answers

Ordnen Sie die Verfahren den entsprechenden Merkmalen zu:

<p>Zerspanen = Hohe Einstichverschleissfestigkeit Schweißen = Hohe Zugfestigkeit Vergießen = Beruhigtes Vergießen bei Stählen Alterung = Alterungsbeständigkeit bei Stählen</p> Signup and view all the answers

Welches Material benötigt eine hohe Verschleißstandzeit beim Zerspanen?

<p>Eisenmetalle (B)</p> Signup and view all the answers

Die Zugfestigkeit hat keine Relevanz beim Schweißen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Anforderungen bestehen an die Zerspanbarkeit von NE-Metallen?

<p>Hohe Einstichverschleissfestigkeit des Werkzeugs.</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Faktoren führen zu großen Deformationen der Struktur?

<p>Lange Lastwege (A)</p> Signup and view all the answers

Die kompakte Bauweise der Optimierung erlaubt große Querschnitte und flexible Strukturen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist der erste Schritt zu einer guten Konstruktion?

<p>Die Analyse der Spannungen im Bauteil.</p> Signup and view all the answers

Die __________ im Lager führen zu Verschleiß und unerwünschter Erwärmung.

<p>zusätzlichen Lasten</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Beanspruchungsarten tritt bei Lastumlenkung auf?

<p>Zug, Biegung und Torsion (D)</p> Signup and view all the answers

Ordne die folgenden Begriffe den jeweiligen Spannungsarten zu:

<p>Zug = y-Achse Biegung = x-Achse und z-Achse Torsion = x-Achse Schub = xy-Ebene und yz-Ebene</p> Signup and view all the answers

Die Anzahl der Kraftumlenkungen wurde erhöht, um die Struktur zu optimieren.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Auswirkungen hat eine unzureichende Analyse der Spannungen auf das Bauteil?

<p>Das Bauteil könnte versagen oder sich verformen.</p> Signup and view all the answers

Welches Prinzip beschreibt die Wahl kurzer Wege von der Lasteinleitung zu den Lagerreaktionen?

<p>Direkte und kurze Kraftleitung (D)</p> Signup and view all the answers

Die Gestaltung von Querschnitten sollte unabhängig von der zulässigen Spannung erfolgen.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Nenne ein Ziel bei der minimierten Kerbwirkung.

<p>Kerben jeder Art vermeiden</p> Signup and view all the answers

Die Prinzipien der _____ helfen, Spannungen in der Konstruktion zu analysieren.

<p>Festigkeitslehre</p> Signup and view all the answers

Ordne die Prinzipien den passenden Beschreibungen zu:

<p>Direkte und kurze Kraftleitung = Wahl kurzer Lasteinleitungswege Konstante Gestaltfestigkeit = Zulässige Spannung in Querschnitten Minimale Kerbwirkung = Vermeidung von Kerben Kraftausgleich = Kompensation von Störkräften</p> Signup and view all the answers

Was ist der Zweck der abgestimmten Verformung?

<p>Gleichmäßige Beanspruchungsverteilung (A)</p> Signup and view all the answers

Eine ausreichende Steifigkeit ist für die Belastungsgerechte Formgebung nicht notwendig.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Welches Element ist erforderlich, um Nebeneffekte in der Konstruktion zu beherrschen?

<p>Kraftausgleich</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Spezifische Werkstoffkosten (kv0)

Die Kosten pro Volumeneinheit des verwendeten Materials.

Nettovolumen (V)

Das Volumen des Materials, das tatsächlich verwendet wird, um ein Bauteil herzustellen.

Bruttovolumen (V)

Das Volumen des Materials, das benötigt wird, um ein Bauteil herzustellen, einschließlich Verschnitt.

Verschnitt

Der Prozentsatz des zusätzlichen Materials, der für den Verschnitt und Abfall benötigt wird.

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Brutto-Werkstoffkosten (W)

Die Gesamtkosten des verwendeten Materials, basierend auf dem Bruttovolumen und den spezifischen Werkstoffkosten.

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Netto-Werkstoffgewicht (G)

Das Gewicht des Materials, das tatsächlich verwendet wird, um ein Bauteil herzustellen.

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Brutto-Werkstoffgewicht (G)

Das Gewicht des Materials, das benötigt wird, um ein Bauteil herzustellen, einschließlich Verschnitt.

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Schwierigkeitsgrad (k*)

Ein Faktor, der die Komplexität der Herstellung eines Bauteils berücksichtigt. Je höher der Wert, desto komplexer ist die Herstellung.

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Gewichtskraft

Die Kraft, die ein Körper aufgrund seiner Masse und der Erdbeschleunigung erfährt.

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Trägheitskraft (Fliehkraft)

Die Kraft, die entsteht, wenn sich ein Körper in einer Kreisbewegung befindet und versucht, sich radial nach außen zu bewegen.

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Schwerpunkt

Der Punkt, an dem die gesamte Masse eines Körpers konzentriert ist.

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Normalkraft

Die Kraft, die ein Körper auf eine Oberfläche ausübt, wenn er auf diese steht oder sich daran abstützt.

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Reibkraft

Die Kraft, die entsteht, wenn zwei Oberflächen sich in Bewegung zueinander befinden.

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Zerspanbarkeit

Die Fähigkeit eines Werkstoffs, mit geeigneten Werkzeugen abgetragen zu werden, z.B. durch Fräsen, Drehen oder Bohren.

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Spezifischer Schnittkraftwiderstand (ks)

Der Widerstand, den ein Werkstoff beim Zerspanen entgegensetzt. Je höher der Widerstand, desto schwieriger ist die Bearbeitung.

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Temperaturstandfestigkeit

Die Fähigkeit eines Werkzeuges, bei hohen Temperaturen seine Form und Funktion zu erhalten. Wichtig für die Bearbeitung von Stählen.

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Zeitstandfestigkeit

Die Fähigkeit eines Materials, hohen Belastungen bei verschiedenen Temperaturen über einen längeren Zeitraum standzuhalten.

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Schweissbarkeit

Die Fähigkeit eines Werkstoffs, ohne zu reißen oder spröde zu werden, geformt zu werden. Wichtig für das Schweissen.

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Neigung zu Bindefehlern

Eine Eigenschaft von Werkstoffen, die die Entstehung von Defekten wie Poren, Rissen oder Schlackeneinschlüssen beim Schweissen beeinflusst.

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Schweissen

Die Fähigkeit eines Werkstoffs, sich ohne Risse oder Defekte durch Erhitzen zu verbinden.

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Alterungsbeständigkeit

Die Fähigkeit eines Werkstoffs, seine Form und Eigenschaften nach dem Herstellungs- oder Verarbeitungsprozess beizubehalten.

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Schnittfläche (x-z)

Die Schnittfläche, die orthogonal zur Längsachse eines Bauteils liegt.

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Reaktionskraft (FN)

Die Kraft, die durch die Schraubzwinge auf das Werkstück ausgeübt wird.

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Normalspannung (σ)

Die Normalkraft, die senkrecht zur Schnittfläche wirkt.

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Lokale Maximalspannung

Die maximale Spannung, die in einem Querschnitt auftritt.

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Biegemoment (Mb)

Das Biegemoment, das durch die Kraft der Schraubzwinge auf den Werkstückabschnitt wirkt.

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Belastungsanalyse

Die Analyse der Lasten, die auf ein Bauteil wirken, um die Spannungen und Deformationen unter Belastung zu verstehen.

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Ideal starrer Hebel

Ein ideal starrer Hebel verformt sich unter Belastung nicht, sein Eigengewicht wird vernachlässigt.

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Deformation

Die Verformung, die ein Körper unter Belastung erfährt.

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Spannungen

Die Spannungen, die in einem Bauteil auftreten, wenn Kräfte auf ihn wirken.

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Lager

Ein Bauteil, das eine große Last auf eine kleine Fläche verteilt.

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Elastizität

Die Fähigkeit eines Materials, sich ohne bleibende Verformung zu verformen.

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Dehnbarkeit

Die Fähigkeit eines Materials, sich unter Belastung verformen zu lassen.

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Steifigkeit

Der Widerstand eines Materials gegen Verformung durch äußere Kräfte.

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Minimale Kerbwirkung

Vermeiden Sie Kerben, da diese Spannungs konzentrieren und das Bauteil brüchiger machen können.

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Abgestimmte Verformung

Gestalten Sie die Form des Bauteils so, dass die Spannung gleichmäßig verteilt ist und die Belastung optimal abgefangen wird. Vermeiden Sie Spannungsspitzen, die zu Bruch führen können.

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Direkte und kurze Kraftleitung

Wählen Sie die Formgebung des Bauteils so, dass die Belastung optimal geführt und verteilt wird. Kurze Wege von der Lasteinleitung zur Lagerreaktion sind dabei besonders wichtig.

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Ausreichende Steifigkeit

Stellen Sie sicher, dass das Bauteil die Belastung aushält, ohne sich zu stark zu verformen. Die Formgebung sollte den Spannungsverteilung gerecht werden.

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Konstruktion entlang der Verbindungsmittellinien

Konzentrieren Sie sich auf die Konstruktion entlang der Verbindungsmittellinien, um die Last optimal abzufangen. So vermeiden Sie unnötige Belastungen und Schwachstellen.

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Konstante Gestaltfestigkeit

Gestalten Sie den Querschnitt des Bauteils so, dass die zulässige Spannung in jedem Teilbereich erreicht wird. So nutzen Sie das Material optimal aus.

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Kraftausgleich

Kompensieren Sie Störkräfte und Nebenwirkungen konstruktiv. So vermeiden Sie unnötige Belastungen und erhöhen die Stabilität des Bauteils.

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Optimale Materialausnützung

Gestalten Sie das Bauteil so, dass das Material in jedem Querschnitt optimal ausgenutzt wird und die Spannung gleichmäßig verteilt ist.

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Study Notes

Werkstoffgerechtes Gestalten - Study Notes

  • Konstruktion Maschinentechnik (KONST_M): This is a module about designing machine components.

  • Werkstoffgerechtes Gestalten: The focus is on selecting materials that meet design needs efficiently at minimal cost.

  • Kriterien der Werkstoffauswahl: Key decisions in material selection, prioritizing function and cost-effectiveness.

  • Festigkeitseigenschaften: Strength properties of materials are essential for suitable performance.

  • Werkstoffkosten: Material cost is a fundamental factor influencing the project's financial aspect.

  • Fertigungseigenschaften: Manufacturing properties impact the feasibility and cost of production.

  • Lebensdauer: The predicted lifespan of the component needs to be considered for the longevity of the product.

  • Gewicht: Reducing weight is often important for machines and designs.

  • Beanspruchungsgerechte Werkstoffauswahl: Choosing materials tailored to specific load types (e.g., tension, compression, bending).

  • Belastungsarten: Identifying different types of loads, such as tensile, compressive, shear, and torsional, is crucial.

  • Zeitverlauf der Belastungen: Understanding whether loads are static or dynamic is essential for material selection. This includes understanding the implications of cyclic or repeated loading.

  • Belastungskollektive: Taking into account the different ways multiple loads can affect the component.

  • Formgebung: Optimizing component shapes to minimize stress concentrations and maximize material efficiency. This involves considering the paths of force and stress.

  • Kriterien der Werkstofffestigkeit: Assessment of material properties for strength, including elasticity and viscosity.

  • Kennwerte: Key measures to consider include modulus of elasticity, tensile strength, yield strength, fatigue strength, endurance limit, ductility, and hardness.

  • Werkstoffverhalten bei Beanspruchung: The behavior of specific materials under different loads or stress conditions. This includes a graphical representation of stress-strain curves.

  • Werkstoffeigenschaften von Federstählen: Lists various properties of relevant spring steel materials, e.g., maximum use temperature, G-modulus, E-modulus, and material index.

  • Formgebung: Optimizing component shapes to minimize stress concentrations and maximize material efficiency.

  • Kraftleitung: The paths of force within a component, and how these influence stress and thus, material selection.

  • Kriterien der Werkstoffauswahl: Importance of selecting correct materials for the best performance and efficiency of the design, consideration of cost impacts.

  • Werkstoffqualität: Discusses the beneficial impact of high material quality on aspects like reduced material mass, higher surface quality, and increased wear resistance.

  • Berechnung der spezifischen Werkstoffkosten: Method for calculating the costs of materials, taking into account factors like raw material costs, fabrication methods and material complexity.

  • Werkstoffkosten und Wirtschaftlichkeit: Balancing material selection with the overall design cost.

  • Kriterien zur Auswahl des Gusswerkstoffes: Key factors for selecting materials for casting, such as toughness, minimum elongation, general tolerances, weldability, resistance to wear, resistance to corrosion, and damping ability.

  • Einfluss der Werkstoffqualität: Impact consideration for quality of materials.

  • Beanspruchungsarten am Bauteil: Categorizes various forces acting on the component (e.g., bending moment, shear force).

  • Statisch bestimmte Lagerung: Analyzes the relationship between the number of reactions, forces, and moments in a structure.

  • Recyclinggerechtes Gestalten: Focus on material reusability and lifecycle considerations.

  • Recycling Strategien in der Konstruktion: Identifies strategies to enhance material reuse, such as lightweight design solutions, use of readily recyclable materials and extended component lifetimes, all contributing to reduced resource depletion and environmental impact.

  • Recycling Formen und Prozesse: Details various steps involved in the recycling process, ranging from product disassembly into individual elements to reuse of material in new products and processes.

  • Materialaufbereitung: Processes involved in preparing materials for reuse in new products and materials, including sorting, shredding, and refining.

  • Werkstoffklassen und -gruppen: Classification of materials by performance characteristics and processing methods.

  • Montagegerechtes Gestalten: Explains the process of efficient assembly, including strategies to reduce the complexity of assembly, improve handling, and incorporate appropriate features.

  • Montagevereinfachung: Improving methods for reducing the difficulties or time taken in the assembly of components, such as modular or integrated solutions.

  • Qualitätssicherung in der Montage: Describes the role of quality control procedures during the assembly, emphasizing the importance of preventative measures and the potential for failure analysis, should issues arise.

  • Baukastensysteme: Discusses modular approaches to product design with interchangeable units.

  • Stufensprung nach geometrischer Reihe: Discusses a type of design process where the increase of different components are in geometric progression.

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Description

Dieser Quiz behandelt grundlegende Konzepte der Mechanik, einschließlich Aufrichtmoment, Trägheitskraft und spezifische Werkstoffkosten. Er bietet Beispiele und Fragestellungen zu verschiedenen Kräften, Querschnitten und der Analyse von Spannungen in Bauteilen. Testen Sie Ihr Wissen über die Anwendung dieser Konzepte in der Ingenieurwissenschaft.

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