Werkstofftechnik 1 Vorlesung
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Questions and Answers

Was geschieht mit Polymerketten bei höheren Temperaturen unter Krafteinwirkung?

  • Sie dehnen sich ohne Verlust an Struktur.
  • Sie zerfallen in kleinere Moleküle und verlieren ihre Eigenschaften.
  • Sie verhärten sich und verlieren ihre Flexibilität.
  • Sie gleiten voneinander ab und bilden Schmelzen. (correct)
  • Wie verhalten sich Polymer-Schmelzen unter Druck?

  • Sie werden spröder.
  • Sie neigen zur Kristallisation.
  • Sie verlieren ihre Fließfähigkeit.
  • Sie sind kompressibel. (correct)
  • Was geschieht während der Kunststoffverarbeitung mit Kunststoffschmelzen?

  • Sie kühlen sofort ab und bilden einen Feststoff.
  • Sie werden geschert, z.B. in der Rohrströmung. (correct)
  • Sie werden nicht geschert und behalten ihre Form.
  • Sie werden in eine feste Form gebracht, bevor sie schmelzen.
  • Was bildet sich über einem Kanalquerschnitt während der Verarbeitung von Kunststoffschmelzen?

    <p>Ein Geschwindigkeitsprofil aufgrund der Wandhaftung. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen zur Rheologie von Kunststoffschmelzen ist korrekt?

    <p>Sie zeigen viskose und elastische Eigenschaften. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert sich der Schergeschwindigkeitsbereich bei höheren Temperaturen für Kunststoffe?

    <p>Er zeigt einen größeren Bereich. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaften besitzen Kunststoffe im Schmelzezustand bei höheren Schergeschwindigkeiten?

    <p>Newtonschen Fließverhalten (D)</p> Signup and view all the answers

    Wodurch unterscheiden sich die verschiedenen Verarbeitungsverfahren von Kunststoffen?

    <p>Durch die erzeugten Schergeschwindigkeitsbereiche. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Auswirkung hat die Schergeschwindigkeit auf die Viskosität von Kunststoffen?

    <p>Sie kann die Viskosität sowohl erhöhen als auch verringern. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Viskosität in dem Zusammenhang mit Kunststoffen?

    <p>Der Widerstand gegen Fließen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Formel für die Normalspannung σ?

    <p>σ = F/A (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Einheit für Schubspannung τ?

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

    Wie wird die Dehnung ε berechnet?

    <p>ε = ∆l / l (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Schubspannung in einem Zweiplattenmodell beschrieben?

    <p>Die Schubspannung ist über den Querschnitt konstant. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Zusammenhang ist für die Schubspannung τ korrekt?

    <p>τ = F / A * cos(α) (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Scherung γ im Werkstoff?

    <p>Sie ist ortsabhängig und abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie verändert sich die Schubspannung in der Rohrströmung?

    <p>Sie variiert entlang der Rohrwand. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was stellt die Fläche A' dar, wenn eine Kraft F unter einem Winkel α wirkt?

    <p>A' = A * sin(α) (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Viskosität eines Materials?

    <p>Den Widerstand gegen Verformung. (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Schergeschwindigkeit mathematisch dargestellt?

    <p>$\gamma\dot = \frac{dv}{dy}$ (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Quotient aus Schubspannung und Schergeschwindigkeit?

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

    Was bedeutet eine hohe Viskosität?

    <p>Geringe Fließfähigkeit. (B), Hoher Widerstand gegen Verformung. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Einheit hat die Schubspannung?

    <p>[N/m²] (A), [Pa] (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff „Schleppströmung“ im Zwei-Platten-Modell?

    <p>Die Strömung einer Flüssigkeit zwischen zwei Platten. (A)</p> Signup and view all the answers

    Wenn die Schergeschwindigkeit $\gamma\dot$ zunimmt, was passiert mit der Viskosität, wenn die Temperatur gleich bleibt?

    <p>Die Viskosität nimmt ab. (A)</p> Signup and view all the answers

    Wann spricht man von einer niedrigen Viskosität?

    <p>Wenn das Material eine hohe Fließfähigkeit aufweist. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Viskosität hat Wasser bei 23 °C?

    <p>1,0∙10-3 Pa∙s (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie verhält sich die Viskosität einer Newton'schen Flüssigkeit?

    <p>Sie ist unabhängig von der Schergeschwindigkeit. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Schubspannung in einer Kapillare, wenn die Höhe der Wassersäule abnimmt?

    <p>Die Schubspannung nimmt ab. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Aspekt wird im Inhaltsverzeichnis nicht behandelt?

    <p>Mechanische Eigenschaften von Metallen (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches Material hat die höchste Viskosität bei hohen Temperaturen in der Liste?

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

    Welche Literatur wird für das Thema Kunststofftechnik empfohlen?

    <p>Domininghaus, H.; Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen (C), Bonten, C.: Kunststofftechnik (D)</p> Signup and view all the answers

    In welchem Zustand findet die Verarbeitung von Kunststoffen häufig statt?

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

    Wie verändert sich die Viskosität einer strukturviskosen Flüssigkeit bei hoher Schergeschwindigkeit?

    <p>Sie nimmt ab. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wer hat die Struktur und den Inhalt der Vorlesung erarbeitet?

    <p>Herr Prof. Dr. Barth (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Viskosität hat Blut bei 37 °C?

    <p>5,0∙10-3 Pa∙s (B)</p> Signup and view all the answers

    Was können Kunststoffe laut der Vorlesung NICHT tun?

    <p>Unverändert bleiben ohne Zeit oder Temperatur (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Flüssigkeiten hat die niedrigste Viskosität bei 23 °C?

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

    Welche der folgenden Eigenschaften ist nicht zu den wichtigsten Werkstoffeigenschaften zu zählen?

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

    Was beschreibt die Schergeschwindigkeit γ in Bezug auf die Fließbewegung?

    <p>Die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit. (D)</p> Signup and view all the answers

    In welchem Bereich ist die Vorlesung hauptsächlich anwendbar?

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

    Wie wird die Kurzzusammenfassung der Vorlesung verwendet?

    <p>Nur für Lehrzwecke an der TH-OWL (D)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Werkstofftechnik

    Die Wissenschaft von Materialien, ihren Eigenschaften und Anwendungen.

    Kunststoffe

    Künstlich hergestellte Stoffe, die vielseitig in der Industrie verwendet werden.

    Schmelzeförmiger Zustand

    Zustand, in dem Materialien bei hohen Temperaturen flüssig sind.

    Vernetzungsarten

    Methoden zur Verbindung von Kunststoffketten, die Eigenschaften beeinflussen.

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    Temperaturabhängiges Werkstoffverhalten

    Änderung der Eigenschaften von Werkstoffen bei verschiedenen Temperaturen.

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    Recycling

    Wiederverwertung von Materialien zur Reduzierung von Abfall.

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    Alterung von Kunststoffen

    Veränderung der Eigenschaften von Kunststoffen über die Zeit.

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    Kunststoffe in der Schmelze

    Prozesse, bei denen Kunststoffe im flüssigen Zustand verarbeitet werden.

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    Polymerketten

    Fäden, die bei höheren Temperaturen unter Krafteinwirkung voneinander abgleiten.

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    Polymerschmelze

    Eine fließfähige Form von Kunststoff, die unter Druck kompressibel ist.

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    Rheologie

    Studie des Fließverhaltens von Materialien, insbesondere von Kunststoffen.

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    Geschwindigkeitsprofil

    Die Geschwindigkeitsverteilung über einen Kanalquerschnitt bei der Verarbeitung von Kunststoffen.

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    Wandhaftung

    Die Anziehungskraft zwischen der Wand eines Kanals und der strömenden Kunststoffschmelze.

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    Spannung

    Die Spannung σ beschreibt das Verhältnis von Kraft F zu Fläche A.

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    Normalspannung

    Die Normalspannung σo ergibt sich durch die senkrechte Kraftverteilung und ist abhängig von Winkel α.

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    Scher- oder Schubspannung

    Die Scherspannung τ beschreibt die Kraft parallel zur Schnittfläche.

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    Dehnung

    Dehnung ε ist das Verhältnis von Längenänderung ∆l zur ursprünglichen Länge l.

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    Einheit der Dehnung

    Die Einheit der Dehnung ist dimensionslos und wird meist in Prozent (%) angegeben.

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    Schubspannung in Rheologie

    Schubspannung τ = F/A beschreibt den Kräfteverlauf zwischen Volumenelementen in der Rheologie.

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    Scherung

    Scherung γ ist die Änderung der Form eines Materials durch Scherkräfte.

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    Zwei-Platten-Modell

    Im Zwei-Platten-Modell ist die Schubspannung über den Querschnitt konstant.

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    Schergeschwindigkeit

    Die Änderung der Geschwindigkeit eines Fluids pro Längeneinheit.

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    Viskosität

    Das Maß für den Widerstand eines Fluids gegen Verformung.

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    Definition Viskosität I

    Widerstand gegen Verformung; hohe Viskosität = hoher Widerstand.

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    Definition Viskosität II

    Quotient aus Schubspannung und Schergeschwindigkeit.

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    Schubspannung

    Die Kraft pro Flächeneinheit, die auf eine Fläche wirkt.

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    Schleppströmung

    Bewegung von Fluiden, verursacht durch Schubspannung an einer Oberfläche.

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    Einheit der Viskosität

    Die Einheit für Viskosität ist Pascal-Sekunde (Pa*s).

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    Newton' sche Flüssigkeit

    Flüssigkeiten, deren Viskosität unabhängig von der Schergeschwindigkeit ist.

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    strukturelle Viskosität

    Viskosität, die von der Schergeschwindigkeit abhängt.

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    Schubspannung τ

    Der Druck, der auf eine Flüssigkeit in einer Kapillare wirkt.

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    Scherung γ

    Der Grad der Verformung einer Flüssigkeit unter einer Schubspannung.

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    Schergeschwindigkeit γ̇

    Die Geschwindigkeit, mit der die Scherung stattfindet.

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    Viskositätsmessung

    Die Bestimmung der Viskosität einer Flüssigkeit unter bestimmten Bedingungen.

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    Einfluss der Temperatur auf Viskosität

    Änderung der Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur.

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    Newtonsche Fleißeigenschaften

    Eigenschaften von Flüssigkeiten, die sich bei konstanter Schergeschwindigkeit linear verhalten.

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    Temperaturabhängigkeit

    Veränderung der Schergeschwindigkeitsbereiche bei unterschiedlichen Temperaturen.

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    Verarbeitungsverfahren

    Methoden, die verschiedene Schergeschwindigkeitsbereiche bei der Kunststoffverarbeitung erzeugen.

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    Study Notes

    Vorlesung Werkstofftechnik 1

    • Die Vorlesung wurde von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten.
    • Die Foliensammlung dient als Zusammenfassung und ersetzt nicht den Vorlesungsbesuch.
    • Die Struktur und der Inhalt der Vorlesung wurden von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
    • Die Unterlagen sind nur für Lehrzwecke an der TH-OWL bestimmt und dürfen nicht anderweitig verwendet werden.
    • Die Literaturhinweise beinhalten: "Kunststofftechnik" von Bonten, C. (Hanser Verlag) und "Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen" von Domininghaus, H. (Springer Verlag).

    Inhaltsverzeichnis

    • Die Folien beinhalten eine Einführung in die Werkstofftechnik, die Historie von Werkstoffen und Kunststoffen, deren ökonomische Bedeutung, wichtige Werkstoffeigenschaften, Aufbau von Kunststoffen, zeitabhängiges und temperaturabhängiges Werkstoffverhalten, elektrische und optische Eigenschaften, Kunststoffe in der Schmelze, Alterung von Kunststoffen und Recycling.
    • Die Themen umfassen auch die Rheologie von Kunststoffen, ihre Eigenschaften in der Schmelze, die Anwendung in der Werkzeugauslegung und die Messmethoden von Viskositäten.
    • Weitere Themenfelder umfassen Beispiele von Viskositäten für verschiedene Materialien (Luft, Wasser, Blut usw.), die Verbindung zwischen Viskosität und Strukturviskosität von Kunststoffen, sowie den Übergang zwischen Flüssigkeits- und Festkörperzustand.

    Kunststoff in der Schmelze

    • Die Rheologie der Kunststoffe beschreibt Verformungs- und Fließverhalten.
    • Man unterscheidet drei rheologische Grundeigenschaften: Viskosität, Plastizität und Elastizität.
    • Die Verarbeitung von Kunststoffen erfolgt oft in geschmolzenem Zustand.
    • Für komplexe Prozesse in Spritzgusswerkzeugen wird der Strömungsverlauf im Spalt detailliert betrachtet.
    • Schubspannung und Dehnung sind wichtige Konzepte bei der Analyse.
    • Kunststoffschmelzen werden während der Verarbeitung meist geschert.
    • Die Geschwindigkeit, die Temperaturverteilung und die Volumenelemente beeinflusst die Viskosität.
    • Verschiedene Faktoren (Temperatur, Druck, Molmasse, Weichmacher, Füllstoffe) beeinflussen die Viskosität.
    • Es gibt Newton'sche und strukturviskose Flüssigkeiten.
    • Die Viskosität ist abhängig von der Schergeschwindigkeit.
    • Die Kapillarviskosimetrie A (DIN 54811) ist eine Messmethode zur Bestimmung der Viskosität anhand von Kapillarströmung.

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    Description

    Diese Vorlesung von Dr.-Ing. Lutwin Spix bietet einen umfassenden Überblick über die Grundlagen der Werkstofftechnik. Sie behandelt wichtige Themen wie die Eigenschaften von Kunststoffen, deren Anwendungen und ökonomische Bedeutung. Die bereitgestellten Materialien dienen zur Vertiefung und ersetzen nicht den Vorlesungsbesuch.

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