Werkstofftechnik 1 Quiz

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Questions and Answers

Welche der folgenden Aussagen über das Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines Werkstoffs ohne ausgeprägte Streckgrenze ist falsch?

Die Rm (Zugfestigkeit) wird bei Bruch erreicht.

Die Ersatzstreckgrenze (Rp0,2) entspricht der Spannung bei einer Dehnung von 0,2%.

Die Dehnung ε wird in Prozent angegeben.

Die Dehngrenze (Rp0,2) liegt auf der Hookeschen Geraden. (correct)

Welche der folgenden Aussagen trifft auf das Spannungs-Dehnungs-Diagramm eines Materials mit ausgeprägter Streckgrenze zu?

Die Streckgrenze ist im Diagramm deutlich erkennbar als ein Plateau. (correct)

Die Rm liegt im Diagramm immer unterhalb der Streckgrenze.

Die Hookesche Gerade endet am Beginn der Streckgrenze.

Die Dehnung ε wird in Millimeter angegeben.

Was ist die 'Hookesche Gerade' in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm?

Die maximale Spannung, die ein Werkstoff aushalten kann.

Der Bereich, in dem die Spannung nicht proportional zur Dehnung ist.

Der Bereich, in dem die Spannung proportional zur Dehnung ist. (correct)

Das Diagramm eines Materials mit ausgeprägter Streckgrenze.

Welches der folgenden Literaturwerke wird als pdf in der DigiBib der TH OWL für Studierende kostenlos bereitgestellt?

Kunststofftechnik (D) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen trifft auf die Person Dr. Lutwin Spix zu?

Dr. Spix ist für die Urheberrechte an der Foliensammlung 'Werkstofftechnik 1' verantwortlich. (A) Signup and view all the answers

Wem gilt der Dank von Dr. Lutwin Spix im Vorwort?

Herrn Jens Mannel für die Unterstützung beim Erstellen dieser Foliensammlung. (C) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen ist richtig?

Die Foliensammlung darf nur zu Lehrzwecken an der TH OWL verwendet werden. (C) Signup and view all the answers

Wer ist für die Erarbeitung der Struktur und des Inhalts der Vorlesung 'Werkstofftechnik 1' verantwortlich?

Prof. Dr. Barth (C) Signup and view all the answers

Welche Installation ist erforderlich, um die Dichte eines Körpers zu bestimmen?

Das Gewicht in Luft und das Gewicht in einer Flüssigkeit messen (B) Signup and view all the answers

Was beschreibt die Wärmekapazität eines Stoffes?

Die gesamte Wärme, die ein Körper bei zugeführter Energie speichern kann (A) Signup and view all the answers

Wie wird die Temperaturänderung (ΔT) in Celsius, Kelvin und Fahrenheit gleichgesetzt?

ΔT = 1 °C = 1 K = 1 °F (B) Signup and view all the answers

Wofür steht die Formel ΔT = 1 °C = 1 K = 1,80 °F?

Für den Zusammenhang zwischen Temperaturänderungen (D) Signup and view all the answers

Welches Maß beschreibt die innere Energie eines Körpers?

Die Wärmemenge (Q) (A) Signup and view all the answers

Was beschreibt die Dichte eines Körpers?

Das Verhältnis von Masse zu Volumen (C) Signup and view all the answers

Wie wird die Dichte laut DIN EN ISO 1183 angegeben?

[g/cm³] oder [kg/dm³] (B) Signup and view all the answers

Was ist die Formel zur Berechnung der Dichte?

$ρ = \frac{m}{V}$ (C) Signup and view all the answers

Was beschreibt das Archimedische Prinzip?

Körper werden leichter, entsprechend der verdrängten Flüssigkeitsmenge. (D) Signup and view all the answers

Welche physikalische Größe wird von der Formel $F=m*g$ beschrieben?

Auftriebskraft (C) Signup and view all the answers

Wie kann man das Volumen eines Körpers bestimmen?

Durch die Verdrängung eines Flüssigkeitskörpers. (C) Signup and view all the answers

Welches Element ist Teil der Dichteberechnung?

Volumen (A) Signup and view all the answers

Was passiert mit der Auftriebskraft, wenn der Dichteunterschied zwischen einem Körper und einer Flüssigkeit zunimmt?

Die Auftriebskraft erhöht sich. (C) Signup and view all the answers

Was beschreibt der E-Modul in der Kunststofftechnik?

Das Verhältnis von Spannung zu Dehnung im elastischen Bereich (A) Signup and view all the answers

Welches Maß beschreibt die wahre Spannung beim Zugversuch?

Die Spannung, die auf die Probenoberfläche wirkt (D) Signup and view all the answers

Welche Einheit wird üblicherweise zur Angabe des E-Moduls verwendet?

N/mm² (D) Signup and view all the answers

Was kann ein Beispiel für eine Werkstoffkennzahl sein, die in einem Datenblatt für POM aufgeführt ist?

Dichte des Schmelzguts (C) Signup and view all the answers

Was stellt die Dehnung ε in der Kunststofftechnik dar?

Die Änderung in der Länge im Verhältnis zur ursprünglichen Länge (B) Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen zu den Werkstoffeigenschaften ist korrekt?

Die Zuggeschwindigkeit beeinflusst die Ergebnisse der Zugprüfung. (C) Signup and view all the answers

Wie wird der Begriff 'Sekanten E-Modul' in der Kunststofftechnik definiert?

Der E-Modul zwischen zwei Punkten auf der Spannungs-Dehnungs-Kurve (D) Signup and view all the answers

Was beschreibt der Begriff 'Wahre Spannung' in der Werkstoff Prüfung?

Die Spannung unter Berücksichtigung der Querschnittsveränderung (B) Signup and view all the answers

Wie wird die Wärmemenge Q pro Zeit definiert?

$rac{Q}{ riangle t} = W$ (C) Signup and view all the answers

Welcher Wert beschreibt die spezifische Wärmekapazität von Wasser?

$4,18 rac{kg}{K}$ (A) Signup and view all the answers

Was ist die Einheit für Wärmeleitfähigkeit λ?

$rac{W}{m imes K}$ (C) Signup and view all the answers

Welche Beziehung beschreibt die Wärmeleitung?

$Q = λ imes A imes riangle T$ (D) Signup and view all the answers

Was beschreibt die spezifische Wärmekapazität c?

Die Energie, die zur Änderung der Temperatur eines Körpers benötigt wird (D) Signup and view all the answers

Welcher von den folgenden Stoffen hat die höchste spezifische Wärmekapazität?

Wasser (A) Signup and view all the answers

In welcher Einheit wird die Wärmemenge Q angegeben?

Kilojoule (kJ) (A) Signup and view all the answers

Was impliziert ein Temperaturunterschied zwischen zwei Körpern?

Es findet ein Ausgleichsprozess statt. (B) Signup and view all the answers

Was beschreibt das Auftriebsprinzip nach Archimedes?

Ein Körper wird um das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit leichter. (C) Signup and view all the answers

Welche Formel wird verwendet, um die Dichte eines Körpers mit der Auftriebsmethode zu berechnen?

ρK = ρFl * (A - B) (A) Signup and view all the answers

Welches dieser Gewichte wird in der Dichteberechnung nicht direkt verwendet?

Das Gewicht der Flüssigkeit selbst. (B) Signup and view all the answers

Welches Material wird typischerweise zur Dichtemessung verwendet?

Destilliertes Wasser oder Ethanol (A) Signup and view all the answers

Welche Aussage trifft auf die Messung der Dichte von Flüssigkeiten zu?

Die Dichte von Flüssigkeiten wird durch die Temperatur beeinflusst. (D) Signup and view all the answers

Wie wird die verdrängte Flüssigkeitsmenge in der Dichtemessung bestimmt?

Durch die Differenz von A und B. (B) Signup and view all the answers

Was wird benötigt, um die Dichte eines Körpers mit der Auftriebsmethode zu bestimmen?

Eine Waagschale und eine Präzisionswaage (B) Signup and view all the answers

Welche dieser Flüssigkeiten hat typischerweise eine niedrigere Dichte als Wasser?

Ethanol (D) Signup and view all the answers

Study Notes

Vorlesung Werkstofftechnik 1

Die Vorlesung Werkstofftechnik 1 wurde von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten.
Die Foliensammlung dient als Kurzzusammenfassung und ersetzt nicht den Besuch der Vorlesung/Übungen.
Die Struktur und der Inhalt der Vorlesung wurden von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
Die Folien dürfen nur zu Lehrzwecken an der TH-OWL verwendet werden.
Die Literatur umfasst Bonten, C.: Kunststofftechnik; Hanser Verlag sowie Domininghaus, H.; Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen, Springer Verlag.

Die wichtigsten Werkstoffeigenschaften

Spannungs-Dehnungs-Diagramm (Werkstoff ohne ausgeprägte Streckgrenze):
- Rp 0,2: Dehngrenze oder Ersatzstreckgrenze (frz: résistance proportionnelle). Spannung, wenn 0,2 % Dehnung erreicht ist.
- Rm: Zugfestigkeit.
- Bruch: Der Punkt, an dem der Werkstoff bricht.
- Hookesche Gerade: Bereich linearer Spannung-Dehnung-Beziehung.

E-Modul

Das Verhältnis von Spannung zu Dehnung im Hooke'schen Bereich.
Die Einheit des E-Moduls ist N/mm² oder MPa.
E = (σ₂ - σ₁) / (ε₂ - ε₁).

Zugprüfung Kunststoffprobe

Zugprüfung von Kunststoffproben.
Messung von Zugspannung, Streckspannung, Streckdehnung, Bruchspannung und Bruchdehnung.
Sekanten E-Modul gemessen zwischen 0,05 % und 0,25 % Dehnung.

Wahre Spannung beim Zugversuch

Wahre Spannung im Vergleich zur scheinbaren Spannung.
Die wahre Spannung berücksichtigt die Änderung der Querschnittsfläche während der Belastung.

Praktikum Zugprüfung, alle Werkstoffe

Zusammenfassung der Zugprüfung verschiedener Werkstoffe (S235 kaltverformt, PE-HD 300 mm/min, Fichte (Lit), PE-HD 50, Buche (Lit)).
Darstellung der Daten in einem Graphen mit Zugspannung und Dehnung.

Praktikum Zugprüfung, PE unterschiedliche Zuggeschwindigkeit

Zugprüfung von Polyäthylen (PE) bei unterschiedlichen Zuggeschwindigkeiten.
Darstellung der Zugspannung-Dehnung-Kurven für verschiedene Geschwindigkeiten.

Praktikum Zugprüfung, Sekanten E-Modul

Messung des Sekanten E-Moduls bei unterschiedlichen Zuggeschwindigkeiten
Darstellung der graphischen Ergebnisse

Beispiel eines Datenblatts mit Werkstoffkennwerten POM (Delrin 300TE)

Übersicht über die thermophysikalischen und mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs POM (Delrin® 300TE).

Wärme

Experiment: Bestimmung, welche Körper wärmer sind.
Wärme (Q): Energieform, innere Energie eines Körpers, beschreibt die Bewegungsenergie von Atomen und Molekülen.
Temperatur: Zusammenhang zwischen Temperaturänderung und Wärmemenge ΔT = 1 °C = 1 K = 1,80 °F , 0°C=273,15K=32°F.

Wärmekapazität

Beschreibt den Zusammenhang zwischen Wärmemenge und Temperaturänderung eines Stoffes.
Wärmemenge, um die Temperatur um 1°K (oder 1°C) zu erhöhen.
spezifische Wärmekapazität c = AQ/(m*ΔT) wo ΔQ=Wärmemenge, m=Masse und ΔT = Temperaturdifferenz in K.

Wärmeleitung

Wärmestrom Q = [AQ] / [Δt] misst die Wärmemenge pro Zeit, die durch ein Material fliesst.
Wärmeleitfähigkeit λ: beschreibt den Wärmestrom durch eine Materialprobe unter gegebener Temperaturunterschiede, mit der Formel λ = [Q * d] / [A * ΔT] mit Q: Wärmemenge, d: Dicke der Probe, A: Fläche der Probe und Δt: Temperaturdifferenz.
Tabelle mit den jeweiligen Wärmeleitfähigkeiten verschiedener Materialien.

Längenänderung bei Erwärmung

Ein Metallstreifen dehnt sich bei Erwärmung aus.
Die Längenänderung ist proportional zur Temperaturänderung

Bimetall

Zwei verschiedene Metallstreifen sind fest verbunden, welche sich unterschiedlich stark ausdehnen.
Die unterschiedliche Ausdehnung führt zu einer Krümmung des Bimetalls bei Temperaturänderung.

Bild Rasterelektronenmikroskop

Unterschiedliche Metalle (z.B. Eisen, Nickel, Legierung aus Eisen und Nickel, Aluminium).
Mikroskopische Strukturen der Metalle nach einem Zugversuch etc., detaillierte Betrachtung in Vergrösserungen.

Dichte

Definition nach DIN EN ISO 1183.
Dichte ρ ist das Verhältnis von Masse m zu Volumen V (bei bestimmter Temperatur T).
Einheit: g/cm³ oder kg/dm³.
Bestimmung der Dichte mittels Auftriebsverfahren, Messung von Masse in Luft und in Wasser.

Auftriebskraft

Das Auftriebsverfahren misst das Volumen, sowie die Dichte eines Körpers.
Berechnung der Auftriebskraft anhand der Differenz zwischen dem Gewicht des Körpers in Luft und im Bezug auf eine Flüssigkeit.

Temperaturabhängigkeit der Dichte

Dichte von Wasser und Ethanol variiert mit der Temperatur.

Durchführung der Dichtemessung

Bestimmung des Gewichtes eines Objekts in Luft und in einer Flüssigkeit.
Berechnung der Dichte anhand der Formel: ρk = ρFl * (A-B).

Wärmeausdehnung

Die zunehmende Temperatur in einem Körper bewirkt höhere Geschwindigkeiten und Schwingungsradien der Atome.
Die Temperaturdifferenz ΔT = T₂ - T₁ zwischen zwei Temperaturen T₁ und T₂ führt zu einer absoluten Längenänderung ΔL = 1 * ΔT * α (Längenwärmeausdehnungskoeffizient).
Temperatur-, und Phasenübergänge spielen bei diesem Prozess eine Rolle.

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Description

Testen Sie Ihr Wissen über das Spannungs-Dehnungs-Diagramm, Werkstoffverhalten und wichtige Konzepte der Werkstofftechnik. Beantworten Sie Fragen zu Dr. Lutwin Spix und seinem Beitrag zur Vorlesung. Ideal für Studierende der TH OWL.