Spannungs-Dehnungs-Kurven und Werkstoffeigenschaften
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Questions and Answers

Welche der folgenden Einflussgrößen beeinflussen die Spannungs-Dehnungs-Kurve im Zugversuch?

  • Prüftemperatur (correct)
  • Prüfgeschwindigkeit (correct)
  • Materialdicke
  • Probenform

    • Die Zeit-Temperatur-Verschiebungsgleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannungs-Dehnungs-Kurve und Prüftemperatur.

    False (B)

    Was ist ein Anwendungsbeispiel für die Zeit-Temperatur-Verschiebungsgleichung?

    Ein Anwendungsbeispiel für die Zeit-Temperatur-Verschiebungsgleichung ist die Reduzierung der Prüfzeit bei einem Langzeittest, indem man die Prüfung bei einer höheren Temperatur durchführt.

    Im Druckversuch werden die Proben ______ mit einer Kraft beaufschlagt.

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

    Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihren Beschreibungen zu:

    <p>Prüfgeschwindigkeit = Die Geschwindigkeit, mit der die Kraft auf die Probe angewendet wird. Prüftemperatur = Die Temperatur, bei der die Prüfung durchgeführt wird. Spannung = Die Kraft pro Flächeneinheit, die auf die Probe wirkt. Dehnung = Die relative Längenänderung der Probe.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über den Druckversuch ist korrekt?

    <p>Der Druckversuch kann zur Bestimmung des Druck-E-Moduls verwendet werden. (A)</p> Signup and view all the answers

    Die Zeit-Temperatur-Verschiebungsgleichung gilt nur für Metalle.

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

    Welche Werkstoffeigenschaften können mit dem Zugversuch bestimmt werden?

    <p>Der Zugversuch kann verwendet werden, um verschiedene Werkstoffeigenschaften zu bestimmen, darunter die Streckgrenze, die Zugfestigkeit, die Bruchdehnung und der Elastizitätsmodul.</p> Signup and view all the answers

    Welches Material zeigt bei maximaler Kraft ein duktiles Verhalten ohne Bruch?

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

    Die Härte eines Materials beschreibt den Widerstand gegen das Eindringen eines anderen Körpers in seine Oberfläche.

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

    Die Brinellhärte wird durch das Verhältnis von ___ zur ___ definiert.

    <p>Prüfkraft, Eindruckoberfläche</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Werkstoffeigenschaften den entsprechenden Materialklassen zu:

    <p>Spröde = Epoxidharz Duktil mit Druckfließspannung = Polystyrol (PS) Duktil ohne Druckfließspannung = Polymethylmethacrylat (PMMA) Duktil ohne Bruch = Polyamid (PA)</p> Signup and view all the answers

    Nennen Sie die vier wichtigen Werkstoffeigenschaften, die im Text erwähnt werden.

    <p>Elastizität, Festigkeit, Bruchverhalten, Härte</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Unterschied zwischen der Brinellhärteprüfung von Stählen/Gusseisen und Nichteisenmetallen/deren Legierungen?

    <p>Die Prüfkraft wird bei Stählen/Gusseisen länger aufrechterhalten. (A)</p> Signup and view all the answers

    Die Brinellhärteprüfung wird mit einer Hartmetallkugel mit einem Durchmesser von 10 mm durchgeführt.

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

    Welche Formel wird in der Textpassage zur Berechnung der Brinellhärte verwendet?

    <p>$HBW = \frac{0.102 * 2 * F}{\pi * D * (D - \sqrt{D^2 - d^2})} $</p> Signup and view all the answers

    Welcher Schlankheitsgrad λ ist in der Regel maximal zulässig, um das Ausknicken eines Prüfkörpers auszuschließen?

    <p>6 (B)</p> Signup and view all the answers

    Der Schlankheitsgrad λ ist das Verhältnis von Prüfkörperlänge zu Trägheitsmoment.

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

    Was zeigt das Spannungs-Stauchungsdiagramm bei den Werkstoffen?

    <p>Unterschiedliche Werkstoffeigenschaften</p> Signup and view all the answers

    Der Druck-E-Modul wird als __________ zwischen 0,05% und 0,25% Stauchung bestimmt.

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

    Ordne die folgenden geometrischen Formen ihren entsprechenden Berechnungen für das Flächenträgheitsmoment zu:

    <p>Prisma = $I_y = \frac{b d^3}{12}$ Zylinder = $I_y = \frac{\pi d^4}{64}$ Rohr = $I_y = \frac{\pi (d_o^4 - d_i^4)}{64}$</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn der Prüfkörper eine Druckspannung erfährt und der Schlankheitsgrad λ zu hoch ist?

    <p>Der Prüfkörper könnte knicken. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Härte setzt eine Vorkraft von 10 kp voraus?

    <p>HRA (A), HRB (B)</p> Signup and view all the answers

    Spröde und zähe Kunststoffe zeigen im Spannungs-Stauchungsdiagramm keine Unterschiede.

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

    Der kleinste Trägheitshalbmesser wird durch die Formel __________ dargestellt.

    <p>i = \frac{I_y}{A}</p> Signup and view all the answers

    Die Shore-Härte wird nur für metallische Werkstoffe verwendet.

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

    Was ist das Maß für die Shore-Härte?

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

    Die Hauptkraft für HRB beträgt etwa _____ kp.

    <p>90</p> Signup and view all the answers

    Welche Shore-Härte wird für Zäh-Elastomeren verwendet?

    <p>Shore-D (A)</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Härteprüfmethoden den jeweiligen Anwendungen zu:

    <p>HRA = Metallische Werkstoffe HRB = Metallische Werkstoffe Shore-A = Weich-Elastomere Shore-D = Zäh-Elastomere</p> Signup and view all the answers

    Die Messzeit für Metalle ohne zeitabhängiges plastisches Verhalten beträgt 6–12 s.

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

    Welche Temperatur soll während der Shore-Härte Bestimmung eingehalten werden?

    <p>23 °C +/-2K</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Materialien gehört zu den Kunststoffen?

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

    Duroplaste sind Kunststoffe, die nach dem Erhitzen nicht wieder verformt werden können.

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

    Nenne zwei Arten von Kunststoffen.

    <p>Thermoplaste und Duroplaste</p> Signup and view all the answers

    Kunststoffe können recycelt werden, um die __________ zu reduzieren.

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

    Ordne die folgenden Bezeichnungen den entsprechenden Kategorien zu:

    <p>Thermoplaste = Kunststoffe, die formbar sind Duroplaste = Kunststoffe, die nicht wieder verformt werden können Elastomere = Kunststoffe, die elastisch sind Recycling = Wiederverwertung von Materialien</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt am besten den Recyclingprozess von Kunststoffen?

    <p>Es reduziert den Abfall und schont Ressourcen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Kunststoffe werden nur aus fossilen Brennstoffen hergestellt.

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

    Was sind die zwei Hauptkategorien von Kunststoffen?

    <p>Thermoplaste und Duroplaste</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Vorteil von Kunststoffen im Vergleich zu Metallen?

    <p>Lange Lebensdauer (D)</p> Signup and view all the answers

    Kunststoffe zersetzen sich biologisch in kurzer Zeit.

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

    Nennen Sie einen Nachteil von Kunststoffen.

    <p>Schlechte UV-Beständigkeit</p> Signup and view all the answers

    Kunststoffe haben im Vergleich zu Metallen eine niedrigere ______.

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

    Ordnen Sie die Eigenschaften den Kunststoffen zu:

    <p>Gute Verarbeitbarkeit = Verarbeitungstechniken und Anpassung Zugfestigkeit = Widerstand gegen Zugbelastung Hohe Längenausdehnung = Verhalten bei Temperaturänderungen Niedriger E-Modul = Geringe Steifigkeit</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft beschreibt die Temperaturbeständigkeit von Kunststoffen?

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

    Alle Kunststoffe sind biologisch abbaubar.

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

    Was bezeichnet das „magische Dreieck“ von Kunststoffen?

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

    Study Notes

    Vorlesung Werkstofftechnik 1

    • Die Vorlesung wurde von Dr. Lutwin Spix gehalten.
    • Die Folien dienen als Zusammenfassung und ersetzen nicht den Besuch der Vorlesung/Übungen.
    • Die Folien basieren auf der Arbeit von Herrn Prof. Dr. Barth.
    • Die Foliensammlung ist nur für Lehrzwecke an der TH-OWL bestimmt und darf nicht anderweitig verwendet werden.
    • Angaben zur Literatur:
      • Bonten, C.: Kunststofftechnik; Hanser Verlag; PDF in der DigiBib der TH OWL kostenlos verfügbar
      • Domininghaus, H.; Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen, Springer Verlag

    E-Modul / Dichte Werkstoffvergleich

    • Der Vergleich zeigt Materialeigenschaften wie z. B. E-Modul und Dichte.
    • Die Grafik visualisiert die Eigenschaften verschiedener Werkstoffe in einem Diagramm.
    • Die Grafik zeigt die Geschwindigkeit (Schallwellen), verschiedene Materialien und deren Dichte.
    • Beispiele der Werkstoffe umfassen Metalle, Verbundwerkstoffe, Keramiken und Polymere.

    Die wichtigsten Werkstoffeigenschaften - Beispiel POM Zugversuch Delrin® 300TE NC010

    • Der Zugversuch an Delrin® 300TE NC010 (Acetal Resin) wird dargestellt.
    • Die Grafik zeigt den Verlauf der Spannung (Stress) in Abhängigkeit von der Dehnung (Strain) bei unterschiedlichen Temperaturen.
    • Die Daten der grafischen Darstellung sind für -40°C, -20°C, 0°C, 23°C, 40°C, 60°C, und 90°C und 120°C.

    Wiederholung letzte Vorlesung - Praktikum Zugprüfung, PE unterschiedliche Zuggeschwindigkeit

    • Die Grafik zeigt die Ergebnisse eines Zugversuchs an Polyethylen (PE) mit unterschiedlichen Zuggeschwindigkeiten.
    • Zwei verschiedene Zuggeschwindigkeiten (50 mm/min und 300 mm/min) werden verglichen.
    • Die Ergebnisse zeigen, dass die Zuggeschwindigkeit den Verlauf der Zugspannung beeinflusst.

    Einflussgrößen Prüfgeschwindigkeit und Prüftemperatur im Zugversuch

    • Die Grafiken zeigen den Einfluss der Prüfgeschwindigkeit und der Prüftemperatur auf die Zugspannung (σ) im Zugversuch.
    • Grafische Untersuchungen visualisieren den Zusammenhang zwischen unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Temperaturen mit unterschiedlichen Werten.

    Zeit-Temperatur Verschiebungsmodell

    • Eine Formel beschreibt den Einfluss der Temperatur und Zeit auf die Materialeigenschaften während eines Zugversuchs.
    • Diese Formel kann die Spannungs-Dehnungskurve bei unterschiedlichen Temperaturen und Geschwindigkeiten vorhersagen.

    Druckbeanspruchung

    • Die Proben werden im Druckversuch uniaxial mit einer Kraft beaufschlagt.
    • Die Probenform unterscheidet sich je nach zu bestimmender Größe (Festigkeit oder Druck-E-Modul).

    Mechanische Eigenschaften - Schlankheitsgrad

    • Der Prüfkörper sollte beim Druckversuch nicht ausknicken.
    • Der Schlankheitsgrad gibt das Verhältnis der Prüfkörperlänge zum kleinsten Trägheitshalbmesser an.
    • Ein Schlankheitsgrad von maximal 6, in Ausnahmefällen 10 ist zulässig.

    Berechnung Trägheitsmomente

    • Formeln zur Berechnung verschiedener Trägheitsmomente für verschiedene geometrische Formen (Prisma, Zylinder, Rohr) werden präsentiert.

    Druckbeanspruchung - Sekantenmodul

    • Der Druck-(E)-Modul wird als Sekantenmodul zwischen 0,05% und 0,25% Stauchung bestimmt.
    • Das Vorgehen bei der Bestimmung des Druck-E-Moduls ähnelt dem des Zugversuchs.
    • Messwerte (Kraft und Stauchung) sind notwendig.

    Druckbeanspruchung - Werkstoffeigenschaften

    • Unterschiedliche Werkstoffverhalten (spröde, zähe Kunststoffe) bei Druckbeanspruchung werden erläutert.
    • Druckverhalten in Abhängigkeit von Temperatur und Dehnung wird graphisch erläutert
    • Materialarten, bei denen Druckspannungsfließbereiche auftreten, werden aufgezeigt.

    Härte

    • Härte wird als mechanischer Widerstand gegenüber Eindringen definiert.
    • Höherer Widerstand entspricht höherer Härte.

    Härte - Messtechniken (Metall und Kunststoff)

    • Unterschiedliche Härtemessverfahren (Vickers, Brinell, Rockwell, Shore) und Skalensysteme für Metalle und Kunststoffe werden vorgestellt.

    Härte nach „Brinell“, metallische Werkstoffe

    • Das Verfahren der Brinell-Härtebestimmung für metallische Werkstoffe wird beschrieben.
    • Ein Verfahren zur Prüfung der Härte von Materialien mit einer Kugel und einer festgelegten Prüfkraft wird erläutert.
    • Die Größe des bleibenden Eindrucks wird gemessen.

    Video Vickers Härte [HTW Berlin]

    • Ein Video zur Vickers-Härteprüfung wird referenziert.

    Härte nach „Rockwell“, metallische Werkstoffe

    • Das Verfahren zur Bestimmung der Rockwellhärte für metallische Werkstoffe wird beschrieben.
    • Die verschiedenen Rockwellhärtearten werden erwähnt.

    Härte nach „Shore“, Elastomere und Kunststoffe

    • Die Shore-Härtebestimmung für Elastomere und Kunststoffe wird erläutert.
    • Das Verfahren verwendet einen federbelasteten Stift und misst die Eindringtiefe.
    • Die Messbedingungen (z. B. Temperatur, Auflagegewicht, Haltezeit) werden genannt.

    Shore Härte

    • Es wird eine Tabelle mit den jeweiligen Normen und Prüfbedingungen zur Ermittlung der Shore-Härte angeboten.

    Shore Härte wichtiger Kunststoffe

    • Eine Tabelle mit verschiedenen Kunststoffen und deren Shore-Härtewerten (Shore A und Shore D) wird bereitgestellt.

    Inhaltsverzeichnis

    • Das Inhaltsverzeichnis der Vorlesung ist unter den einzelnen Punkten aufgeführt.

    Kunststoffe im Werkstoffvergleich

    • Werkstoffeigenschaften wie Dichte und Zugfestigkeit von Kunststoffen werden verglichen.

    Kunststoffe im Werkstoffvergleich - Übersicht

    • Tabellen mit Eigenschaften von verschiedenen Kunststoffen, z. B. Dichte, E-Modul, Dehnung, Wärmeausdehnungskoeffizient etc.

    Kunststoffe im Werkstoffvergleich - Grafiken

    • Grafiken mit den Eigenschaften der Kunststoffe.

    Vorteile von Kunststoffen

    • Die Vorteile von Kunststoffen gegenüber anderen Werkstoffen sind genannt.

    Nachteile von Kunststoffen

    • Die Nachteile von Kunststoffen gegenüber anderen Werkstoffen sind genannt.

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    Dieses Quiz untersucht die Einflussgrößen auf die Spannungs-Dehnungs-Kurve im Zugversuch sowie die Anwendungen der Zeit-Temperatur-Verschiebungsgleichung. Es werden Fragen zu den Eigenschaften von Materialien und deren Verhalten unter Druck gestellt. Überprüfen Sie Ihr Wissen über Werkstoffe und deren Prüfmethoden.

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