WKK Kap 7&8 mechanisches Verhalten III.txt

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Author:
donkonsti
ID:
197371
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WKK Kap 7&8 mechanisches Verhalten III.txt
Updated:
2013-02-02 12:33:44
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WKK Kap mechanisches Verhalten III
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WKK Kap 7&8 mechanisches Verhalten III
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  1. Was für Versuchsarten zur Prüfung werden unterschieden?
    Kurzzeitversuche (Prüfung mit zügig wachsender Beanspruchung) <=> Langzeit- ode Dauerversuche (Prüfung mit ruhender Beanspruchung (statische Prüfungen))
  2. Wie werden Kurzzeitversuche weiter unterteilt?
    • Prüfungen mit schlagartig zunehmender Beanspruchung (Verformung, Kraft)
    • Quasistatische mechanische Prüfverfahren (Verformung, Kraft)
  3. Wie werden Langzeit- oder Dauerversuche weiter unterteilt?
    • Langzeitversuche mit konstanter Kraft
    • Langzeitversuche mit konstanter Verformung
  4. Nenne 4 Langzeitversuche mit konstanter Verformung!
    • Schlagbiege- und Kerbschlagbiegeversuch
    • Schlagzug- und Kerbschlagzugversuch
    • Rückprall- bzw. Rücksprungversuch
    • Schnellzerreißversuch
  5. Nenne 5 Quasistatische mechanische Prüfverfahren (Verformung, Kraft)!
    • Zugversuch
    • Druckversuch
    • Biegeversuch
    • Torsionsversuch
    • Schub- oder Scherversuch
  6. Nenne 2 Langzeitversuche mit konstanter Kraft!
    • Eindruckversuche
    • Kriechversuche (Retardations- oder Verformungs-Relaxations-Versuche)
    • =>Zug/ Druck/ Biegung/ Torsion
  7. Nenne 1 Langzeitversuch mit konstanter Verformung!
    • Entspannungsversuche (Spannungs-Relaxations-Versuche)
    • => Zug/ Druck/ Biegung/ Torsion
  8. Wozu dient der Zugversuch?
    Der Zugversuch bei Kunststoffen dient der Ermittlung des Spannungs-Dehnungsverhaltens bei Proben mit kleinen Querschnittsflächen relativ zu ihrer Länge
  9. Wie kann das Ergebnis des Zugversuches dargestellt werden?
    Das Ergebnis des Zugversuchs ist das Spannungs-Dehnungs-Diagramm, aus dem verschiedene Kenngrößen ermittelt werden können
  10. Bei wieviel Grad und welcher rel. Luftfeuchte wird der Zugversuch i.d.R. durchgeführt?
    Prüfungen werden i.d.R. bei 23°C / 50% rel. Feuchte durchgeführt.
  11. Zeige beim Probekörper für die Zugprobe die relevanten Größen!
    • 1: Messmarken
    • L0: Messlänge
    • L1: Länge des engen parallelen Teils
    • L: Anfangsabstand der Einspannklemmen
    • L3: Gesamtlänge
    • h: Dicke
    • r: Radius
    • b1: Breite des engen parallelen Teils
    • b2: Breite an den Enden
  12. An welchem Gerät wird der Zugversuch i.d.R. durchgeführt?
    Was für max. Zugkräfte sind üblich?
    Womit wird Probe eingespannt?
    Womit werden Prüfmarken erfasst?
    • Universalprüfmaschine
    • Zugkräfte bis 50 kN üblich
    • Arretieren der Proben durch Hydrauliklemmen oder selbstklemmende Probenhalter
    • Erfassung der Prüfmarken z.B. durch Laser
  13. Wie wird der E-Modul berechnet?
    Wie die darin eingehenden Größen?
    Wo ist er im Spannungs-Dehnungsdiagramm zu finden?
    • Graphisch ist es die Steigung des Graphen im Spannungs-Dehnungs-Diagramm innerhalb des Elastizitätsbereiches
  14. Welche Kennwerte werden abgelesen?
  15. Trage für folgende Stoffe die Spannungs-Dehnungskurven auf!
    Sprödbruchverhalten
    mit Streckgrenze
    mit ausgeprägter Streckgrenze
    ohne Streckpunkt
    Elastomere Werkstoffe
  16. Ordne diesen Verläufen folgende Kunststoffe zu!
    SBR Elastomer
    UP-GF 34
    S/B schlagzäher Thermoplast
    PE-LD teilkristalliner Thermoplast
    SAN amorpher Thermoplast
  17. Zeige für einen duktilen Thermoplasten die Spannungs-Dehnungsdiagramme für unterschiedliche Prüfgeschwindigkeiten!
  18. Zeige für einen duktilen Thermoplasten die Spannungs-Dehnungsdiagramme für unterschiedliche Prüftemperaturen!
  19. Wie äußert sich eine Glasfaserverstärkung im Spannungs-Dehnungs-Diagramm?
  20. Für welche Stoffe ist der Druckversuch anwendbar (3)?
    • steife thermoplastische Formmassen, einschließlich gefüllter und verstärkter Varianten
    • steife duroplastische Formmassen, einschließlich gefüllter und verstärkter Varianten
    • thermotrope flüssigkristalline Polymere
  21. Wozu dient der Biegeversuch?
    • Der Biegeversuch dient zur Ermittlung von:
    • Biegefestigkeit
    • Biegemodul
    • Biegespannung beim Bruch des Probekörpers
  22. Was sind die Vorraussetzungen für den Druckversuch?
    • entsprechen denen des Zugversuchs
    • Lastaufbringung ist stoßfrei und langsam zunehmend
    • homogener und isotroper Probekörper
    • es dürfen keine Einflüsse der Prüftechnik existieren
  23. Was für Probekörper werden für den Druckversuch verwendet?
    Prismen, Zylinder, Rohrabschnitte
  24. Trage das Druckspannungs-Stauchungsverhalten von folgenden Kunststoffen auf!
    a) spröde (EP)
    b) duktil mit Druckfließspannung(PS)
    c) duktil ohne Druckfließspannung(PMMA)
    d) duktil ohne Bruch (PA)
  25. Trage für das Beispiel des Polystyrols sowohl die Spannungen und Dehnungen des Zug-, als auch die des Druckversuches auf!
    Zeige die unterschiedlichen Effekte, die auftreten!
    • a) Zugversuch
    • Crazemechanismen
    • keine Fließgrenze
    • sprödes Verhalten
    • b) Druckversuch
    • Scherfließen
    • höhere Festigkeit
    • höhere Bruchdehnung
  26. Wie läuft der Biegeversuch ab?
    Beim Biegeversuch wird ein Probekörper mit einer konstanten Geschwindigkeit einer Biegebelastung bis zum Versagen unterzogen, dabei werden Kraft und Verformung kontinuierlich aufgezeichnet
  27. Was kommt als Probekörper beim Biegeversuch zum Einsatz?
    Warum?
    • Multistab
    • Kommt ein Material, bei dem ortsabhängige Unterschiede der Biegeeigenschaften zu erwarten sind, zum Einsatz, so ist darauf zu achten, dass der Versuch die kompletten Biegeeigenschaften des Produktes erfasst und repräsentiert
  28. Wie sieht ein Multistab aus?
  29. Beschreibe den Versuchsaufbau beim Biegeversuch!
    • Der Biegeversuch kann in einer normalen Universalprüfmaschine durchgeführt werden
    • Prüfgeschwindigkeit: 1 mm/min
    • Es müssen mindestens 5 Probekörper geprüft werden
    • Aufgezeichnet werden während der Prüfung die Kraft und die Durchbiegung
  30. Nenne Anfahreffekte beim Biegeversuch!
    • 1. Anfänglicher Teil der Spannungs-Dehnungs-Kurve mit gekrümmtem Bereich
    • 2. Anfänglicher Teil der Spannungs-Dehnungs-Kurve mit einem Sprung, da die Kräfte erst nach Übeschreiten eines Auslöseschwellwertes aufgezeichnet werden
  31. Welche Kurvenverläufe können warum beim Biegeverlauf gemessen werden?
    • a) Probekörper, der vor dem Fließen bricht.
    • b) Probekörper, der ein Maximum erreicht und dann vor der konventionellen Durchbiegung s bricht.
    • c) Probekörper, der weder ein Maximum erreicht, noch vor dem Erreichen der konventionellen Durchbiegung s bricht
  32. Welche Kennwerte des Biegeversuchs gibt es und wie werden sie berechnet?
    • εf1=0,05% und εf2=0,25%
  33. Was ist das Ziel des Schlagversuches?
    • Ergebnis ist ein Maß für die Sprödigkeit/ Zähigkeit eines Werkstoffes.
    • Arbeit um einen Probekörper bei einer bestimmten Schlagenergie/ Geschwindigkeit zu zerstören.
    • Ausnahme: instrumentierte Schlagbiege/Zug-Versuche. Hier wird ein Diagramm vom Schlagvorgang aufgezeichnet.
    • Ergebnis dient nicht als Berechnungsgrundlage für die Auslegung von Produkten
  34. Wie ist der Schlagversuch aufgebaut?
  35. Zeige am Aufbau des Schlagversuches die Beziehungen zur Berechnung der Schlagzähigkeit!
    • 1) Der Pendelhammer hat in der Ausgangsposition das potentielle Arbeitsvermögen
    • 2) Die Finne des Pendelhammers trifft in der Lage auf die Probe und zerschlägt sie.
    • 3) Die überschüssige Arbeit, die der Pendelhammer noch besitzt, wird als Steigarbeit bezeichnet.
    • Die von der Probe aufgenommene Arbeit (verbrauchte Schlagarbeit) ist dann:
  36. Welche Arten der Probenauflage gibt es bei der Schlagprüfung nach Charpy-/ Izod?
    • Die Probeköper können edgewise oder flatwise aufgelegt werden.
    • Wird eine Kerbe in den Prüfkörper eingebracht, ist diese immer in Schlagrichtung zu legen.
  37. Welche Arten der Kerbe gibt es bei der Schlagprüfung?
    Wann werden Kerben eingebracht?
    Wie unterscheiden sich Kerben bei Charpy im Ggn.satz zu Izod?
    • Bei besonders schlagzähen Kunststoffen oder zur Ermittlung der Kerbempfindlichkeit eines Materials können Kerben in den Prüfkörper eingebracht werden. Die Kerben sind bei Charpy und Izod identisch.
  38. Wie wird der Probekörper bei der Schlagprüfung mit Doppel-V-Kerbe und mit Lochkerbe angeordnet?
  39. Wie unterscheidet sich der Aufbau der Schlagprüfung bei Charpy und Izod?
    • Izod-Schlagprüfung
    • Charpy-Schlagprüfung
  40. Welche Versagensarten werden bei der Schlagprüfung nach Charpy unterschieden?
    Was ist unbedingt zusätzlich anzugeben?
    • Angabe der Prüftemperatur notwendig, da Kunststoffe ab einer materialabhängigen Temperatur glasartig verspröden.
  41. Wie berechnet man bei der Charpy-Schlagprüfung die Schlagzähigkeit?
    • Ungekerbte Probe:
    • Gekerbte Probe:
    • W: korrigierte Arbeit, in Joule, die aufgenommen wird, um den Probekörper zu brechen;
    • h: Dicke des Probekörpers, in mm;
    • b: Breite des Probekörpers, in mm.
    • bN: Restbreite des Probekörpers im Kerbgrund, in mm.
    • N= A, B oder C je nach Kerbenart.
  42. Welchen Einfluss hat die Kristallinität auf die Schlagzähigkeit?
    (Diagramm für PP-Copolymerisat, PP-teilkristalling, PP-hochkristallin, Schlagzähigkit über Temp.)
  43. Nenne weitere wichtige Eimflussparameter auf die Schlagzähigkeit!
    • Weichmacher
    • Kristallinität
    • Comonomeranteil
    • Copolymerisation
    • Gestaltung von Mehrphasenkunststoffen
    • Füllstoffe (Fasern, mineralische Füllstoffe…)
    • Oberflächenbeschaffenheit des Prüfkörpers
    • Prüftemperatur
    • Äußere chemische Einflüsse
    • Thermischer/ UV-Abbau von Additiven
  44. Wie sieht der instrumentierte Schlagbiegeversuch aus?
    Was liefert dieser Versuch als Ergebnis?
    Wie sehen die Ergebnisdiagramme aus (Was geben sie an)?
    • Kraft kann mittels DMS in der Finne des Hammers erfasst werden
    • Versuch liefert weitere Aussagen über das dynamische Bruchverhalten eines Materials
  45. Welchen Schlagversuch gibt es neben Charpy und IZOD noch?
    Dynstat-Versuch
  46. Wie ist der Dynstat-Versuch aufgebaut?
    Benenne die wichtigsten Elemente!
  47. Was ist der Schlag-Zug-Versuch?
    Beim Schlag-Zugversuch wird schlagartig eine Zugkraft auf den Probekörper aufgebracht
  48. Wie ist der Schlag-Zugversuch aufgebaut?
    Zeige auch den Aufbau der Einspannung!
    Benenne alle Teile!
  49. Wie sind die Schlagversuche untereinander vergleichbar?
    gar nicht
  50. In welche Kategorien lassen sich Messprinzipien zur Verformungsmessung einteilen?
    • Messung mit anhaftenden Messgeräten
    • Berührungslose Messung
  51. Was wird häufig beim Messen mit anhaftendem Messgerät verwendet?
    DMS-Ansetzaufnehmer
  52. Was sind die Vorteile der Messung mittels DMS (3)?
    Nenne den größten Nachteil!
    • Leichte Bedienbarkeit
    • Sehr exakte E-Modulbestimmung
    • Direkte Messung am Probekörper

    Man kann nicht bis zum Bruch messen
  53. Was benutzt man beim berührungsloasen Messen für ein Gerät?
    Wie muss die Probe vorbereitet werden?
    • Laser-Extensometer
    • Zur Messung der Dehnung werden Markierungen (z.B. Klebestreifen oder aufgesprühte Farbe) auf den Prüfkörper aufgebracht..
  54. Wie funktioniert ein Laser-Extensometer?
    • Laserstrahl auf rotierendes Ablenkelement gerichtet => scannt entlang Hauptachse des Prüfkörpers
    • Laserstrahl wird an Streifen diffus reflektiert. Empfänger sammelt Teil des reflektierten Lichts. Überstreicht Laser Markierung, ändert sich Intensität des reflektierten Lichts. Zeitpunkt dieser Ereignisse wird durch speziell entwickelten Multi-Stop-Counter erfaßt. Da Drehgeschwindigkeit des Ablenkelements bekannt, können aus gemessenen Zeitinformationen die Positionen der Markierungen im Beobachtungsbereich berechnet werden
    • => bei Belastung größerer Abstand zw. Markierungen (mit Ausgangslänge als Referenz kann Dehnung gemessen werden)
  55. Was sind die Vorteile der berührungslosen Messverfahren (5)?
    • Keine Beeinflussung der Probe bspw. durch Kerbwirkung
    • In jedem Klima einsetzbar (Kältekammer, Ofen….)
    • Messungen bis zum Bruch möglich
    • Messungen von sehr großen Verformungen möglich
    • Hohe Lebensdauer

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