Werkstofftechnik 1 Vorlesung
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Questions and Answers

Was beschreibt der Begriff 'Dehngrenze' im Spannungs-Dehnungs-Diagramm?

  • Die maximale Spannung, bevor ein Material bricht.
  • Die Spannung, die bei einer Dehnung von 0,2% erreicht wird. (correct)
  • Die gesamte elastische Verformung eines Materials.
  • Die Steigung der Hookeschen Gerade.

    • Welche Eigenschaft wird im Spannungs-Dehnungs-Diagramm durch die Hookesche Gerade repräsentiert?

  • Elastische Verformung (correct)
  • Bruchverhalten
  • Plastische Verformung
  • Schwellfestigkeit

    • Welcher der folgenden Autoren hat eine Literaturquelle zur Kunststofftechnik verfasst?

  • Jens Mannel
  • Dr. Lutwin Spix
  • C. Bonten (correct)
  • H. Domininghaus

    • Was bedeutet die Abkürzung 'Rm' im Spannungs-Dehnungs-Diagramm?

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

    In welchem Jahr wurde die Foliensammlung erstellt?

    <p>2024 (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist NICHT Teil des Spannungs-Dehnungs-Diagramms?

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

    Was ist der Hauptzweck der Vorlesung und der damit verbundenen Foliensammlung?

    <p>Zusammenfassung der Vorlesungsinhalte zur Unterstützung des Lernens. (C)</p> Signup and view all the answers

    Wer war der Hauptverantwortliche für die Durchführung der Vorlesung?

    <p>Dr. Lutwin Spix (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Dichte eines Materials?

    <p>Das Verhältnis von Masse zu Volumen (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Dichte mathematisch dargestellt?

    <p>$ ho = \frac{m}{V}$ (D)</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet das Symbol ρ in der Dichtegleichung?

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

    Was passiert laut dem Prinzip von Archimedes mit einem in eine Flüssigkeit eingetauchten Körper?

    <p>Er wird leichter um die Menge der verdrängten Flüssigkeit. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Einheit wird für die Dichte verwendet?

    <p>g/cm³ oder kg/dm³ (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird das Volumen eines Probekörpers ermittelt?

    <p>Durch Ermittlung der Raumgröße (A)</p> Signup and view all the answers

    Wofür steht die Gleichung $F = m * g$ im Zusammenhang mit Dichte?

    <p>Berechnung des Auftriebs eines Körpers (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Normen ist korrekt?

    <p>Normen definieren einheitliche Regeln und Anforderungen. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Formel für die Wärmeleitfähigkeit?

    <p>Das Verhältnis von Wärmefluss zu Temperaturdifferenz. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welches Material hat die höchste Wärmeleitfähigkeit?

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

    Welches Material eignet sich am besten als Griff für einen Kochtopf?

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

    Was passiert mit einem Bimetall bei Temperaturänderung?

    <p>Es verformt sich aufgrund unterschiedlicher Längenausdehnungskoeffizienten. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches Material hat die geringste Wärmeleitfähigkeit?

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

    Welcher Längenausdehnungskoeffizient hat Aluminium?

    <p>$23,8 imes 10^{-6}/K$ (C)</p> Signup and view all the answers

    Welches Metall hat den geringsten Längenausdehnungskoeffizienten?

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

    Welche Legierung aus Eisen und Nickel hat einen höheren Nickelanteil?

    <p>Legierung mit 1/5 Nickel (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Dichte eines Körpers bestimmt?

    <p>Durch Wiegen in Luft und einer Flüssigkeit (A)</p> Signup and view all the answers

    Was benötigt man zur Berechnung der Dichte mit der Auftriebsmethode?

    <p>Das Gewicht des Körpers in Luft und in einer Flüssigkeit (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches Prinzip wird bei der Bestimmung der Dichte verwendet?

    <p>Das Archimedische Prinzip (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine übliche Flüssigkeit zur Dichtemessung?

    <p>Destilliertes Wasser oder Ethanol (B)</p> Signup and view all the answers

    Was bezeichnet ρK in der Dichteberechnung?

    <p>Die Dichte des Körpers (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Formel ρK = ρFl * (A - B)?

    <p>Die Dichte des Körpers in Abhängigkeit von seinem Gewicht in zwei Medien (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie lautet der erste Schritt bei der Durchführung der Dichtemessung?

    <p>Das Gewicht des Körpers in Luft bestimmen (D)</p> Signup and view all the answers

    Warum wird das Gewicht des Körpers in einer Flüssigkeit (B) benötigt?

    <p>Um die verdrängte Flüssigkeitsmenge zu ermitteln (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der E-Modul in der Kunststofftechnik?

    <p>Das Verhältnis von Spannung zu Dehnung im Hooke´schen Bereich (A)</p> Signup and view all the answers

    In welcher Einheit wird der E-Modul typischerweise angegeben?

    <p>N/mm² oder MPa (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über den Zugversuch in der Kunststofftechnik ist korrekt?

    <p>Es wird die wahre Spannung während des Zugversuchs gemessen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was zeigt der E-Modul in einem Datenblatt für POM an?

    <p>Die Steifigkeit des Materials (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die Dehnung ε in der Materialprüfung?

    <p>Sie gibt an, wie sehr sich ein Material bei Belastung dehnt. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was wird in einem Datenblatt typischerweise nicht aufgeführt?

    <p>Erscheinungsbild des Materials (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie verhält sich die wahre Spannung beim Zugversuch?

    <p>Sie steigt mit zunehmender Dehnung. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was wird typischerweise nicht direkt aus der Zugprüfung abgeleitet?

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

    Was bewirkt eine zunehmende Temperatur in einem Körper?

    <p>Höhere atomare Geschwindigkeiten und Schwingungsradien (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Längenwärmeausdehnungskoeffizient α?

    <p>Eine stoffspezifische Größe (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über den Längenwärmeausdehnungskoeffizienten α ist korrekt?

    <p>Er ist temperaturabhängig. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Werkstoff hat einen Längenwärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 150-200 [10-6 / K] bei 20°C?

    <p>HD-PE (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Temperaturzone ist für Wasser ein Sonderfall bezüglich der Wärmeausdehnung?

    <p>Unter 4°C (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die relative Längenänderung in Bezug auf Wärmeausdehnung?

    <p>Das Verhältnis der absoluten Längenänderung zur ursprünglichen Länge (C)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht bei einem Phasenübergang bezüglich des Längenwärmeausdehnungskoeffizienten α?

    <p>Er stimmt nicht. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Materialien hat den niedrigsten Längenwärmeausdehnungskoeffizienten?

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

    Study Notes

    Vorlesung Werkstofftechnik 1

    • Die Vorlesung wird von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten.
    • Die Folien dienen als Zusammenfassung und ersetzen nicht den Präsenzbesuch 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.

    Vorwort

    • Die Foliensammlung fasst die behandelten Themen der Vorlesung zusammen.
    • Jens Mannel hat maßgeblich zur Erstellung der Folien beigetragen.
    • Die Vorlesungsmaterialien dürfen nur für Lehrzwecke an der TH-OWL verwendet werden.
    • Eine kostenlose PDF-Version des Buches "Kunststofftechnik" von Bonten, C. (Hanser Verlag) steht Studierenden der TH OWL in der DigiBib zur Verfügung.
    • Das Buch "Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen" von Domininghaus, H. (Springer Verlag) wird als weitere Literatur empfohlen.

    Die wichtigsten Werkstoffeigenschaften

    • Spannungs-Dehnungs-Diagramm:

      • 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 geradliniger Spannungs-Dehnung-Beziehung.

    • E-Modul:

      • Verhältnis von Spannung zu Dehnung im Hooke'schen Bereich.
      • Gedanklich: diejenige theoretische Spannung bei 100% Dehnung.
      • Einheit: N/mm² oder [MPa].
      • Die Einheit des E-Moduls lautet demnach: N/mm² oder [MPa].

    • Zugprüfung Kunststoffprobe:

      • Die Präsentation enthält eine visuelle Darstellung eines Zugversuchsaufbaus mit Kraftmessdose, Traverse, Dehnungsaufnehmer und Probenhalter.
      • Darstellung von Zugspannung [MPa] und Dehnung [%] während des Zugversuchs.

    • Wahre Spannung beim Zugversuch:

      • Differenz zwischen scheinbarer und wahrer Spannung während des Zugversuchs.

    • Praktikum Zugprüfung, alle Werkstoffe:

      • Präsentation von Zugversuchsdaten (Zugspannung vs. Dehnung).
      • Daten für S235 kaltverformt, PE-HD 300 mm/min, Fichte (Lit), PE-HD 50 mm/min, Buche (Lit) angezeigt.

    • Praktikum Zugprüfung, PE unterschiedliche Zuggeschwindigkeit:

      • Zugversuchsdaten für PE mit unterschiedlichen Zuggeschwindigkeiten dargestellt (PE-HD 50 mm/min und PE-HD 300 mm/min)

    • Praktikum Zugprüfung, Sekanten E-Modul:

      • Darstellung von Zugspannung vs. Dehnung für PE-HD 50 mm/min und PE-HD 300 mm/min zur Ermittlung des Sekanten E-Moduls

    • Beispiel eines Datenblatts mit Werkstoffkennwerten POM:

      • Informationen zu technischen Daten, wie Schmelztemperatur, Belastung, Verarbeitungsschwindung (parallel und senkrecht), Zug-Modul, Streckspannung, Streckdehnung, Nominelle Bruchdehnung, Charpy-Schlagzähigkeit (+23°C, -30°C), und Charpy-Kerbschlagzähigkeit (+23°C, -30°C) für Delrin® 300TE.
      • Technische Daten werden als Tabelle mit Werkstoff, Werten und den entsprechenden Normen präsentiert.

    • Beispiel POM Zugversuch:

      • Darstellung des Stress-Strain-Diagramms von Delrin 300TE mit unterschiedlichen Temperaturwerten.

    • Dichte:

      • Definition nach DIN EN ISO 1183.
      • Die Dichte ist das Verhältnis von Masse zu Volumen (g/cm³ oder kg/dm³).
      • Um die Dichte eines Prüfkörpers zu bestimmen, muss sowohl die Masse als auch das Volumen bekannt sein.

    • Dichte, Auftriebskraft:

      • Erläuterung der Auftriebskraft und das Archimedes-Prinzip

    • Der Körper verdrängt so viel Flüssigkeit wie sein Volumen ausmacht

      • Erklärung mit Formeln und Diagrammen

    • Bestimmung der Dichte - Auftriebsverfahren:

      • Beschreibung der Methoden zur Bestimmung der Dichte von Festkörpern und Flüssigkeiten mit der Auftriebskraft.
      • Angabe der Formeln und der Bedeutung der Größen (A, B, PFl, PK).

    • Temperaturabhängigkeit der Dichte verschiedener Flüssigkeiten:

      • Darstellung der Temperaturabhängigkeit der Dichte von Wasser und Ethanol in Grafiken

    • Durchführung der Dichtemessung:

      • Schritte zur Bestimmung der Dichte eines Körpers: Bestimmung des Gewichts in Luft, in einer Flüssigkeit (z.B. Ethanol oder Wasser) und Berechnung der Dichte mit einer Formel.

    • Wärme:

      • Wärme ist eine Energieform.
      • Energiezufuhr oder -abnahme, um eine Temperaturänderung zu erreichen.
      • Zusammenhang zwischen Wärmemenge, Wärmemenge pro Zeit, spezifische Wärmekapazität und Temperaturdifferenz.

    • Wärmeleitung:

      • Wärmeleitung ist der Energietransfer durch Temperaturunterschiede zwischen zwei Objekten.
      • Die Wärmeleitfähigkeit ist eine stoffspezifische Größe und wird in [W/m*K] angegeben.
      • Tabelle mit Wärmeleitfähigkeiten verschiedenen Materialien

    • Wärmeausdehnung:

      • Die zunehmende Temperatur verursachen steigende atomare Schwingungsradien und führt so zu einer Volumenänderung.
      • Längenänderung bei Erwärmung.
      • Einfluss der Temperatur und stoffspezifische Größen auf die Längenänderung.
      • Längenwärmeausdehnungskoeffizient (alpha).
      • Beispiele für stoffspezifische Werte, z.B. für HD-PE, POM, Stahl und Quarzglas.

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    Dieses Quiz behandelt die wichtigsten Themen der Vorlesung Werkstofftechnik 1, die von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten wird. Die Folien fassen die Werkstoffeigenschaften zusammen, einschließlich des Spannungs-Dehnungs-Diagramms. Die Materialien sind ausschließlich für Lehrzwecke an der TH-OWL gedacht.

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