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  1. Was sind Kerben?
    Störstellen im Kraftfluss (Störung des Kraftlinienfeldes verursacht durch Änderung der inneren und äußeren Bauteilkontur)
  2. Was gibt es für (typische) Kerben (3)?
    • Konstruktionsbedingt
    • Werkstoffbedingt
    • Betriebsbedingt
  3. Was sind Konstruktionsbedingte Kerben?
    • Innere- und äußere Querschnittsübergänge
    • Absätze
    • Freistiche
    • Nuten
    • Gewinde
    • Passfedern...
  4. Was sind Werkstoffbedingte Kerben?
    • Poren und Lunker
    • Risse und Trennstellen (z.B. vom Schmieden, Wärmebehandlung)
    • Einschlüsse von Verunreinigungen/ Fremdmaterialien
    • Riefen, Rauheit, Schweißverbindungen...
  5. Was sind Betriebsbedingte Kerben?
    • Anrisse bei Überlast
    • Grübchenbildung durch Korrosion und Verschleiß
    • äußere und innere Anrisse durch Ermüdung
  6. Welche Phänomene treten im Kerbgrund auf?
    • Spannungüberhöhung
    • Ausbildung eines mehrachsigen Spannungszustandes
  7. Welche Nennspannung tritt im Kerbgrund auf?
    • reduzierter Querschnitt durch Kerbe
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  8. Warum tritt eine Spannungsüberhöhung im Kerbgrund auf?
    Zusammendrängung der Spannungslinien im Bereich der Kerbe
  9. Warum nimmt bei einer gekerbten Probe die Spannung zum Innern ab?
    • Resultierende Schnittkraft mit äußerer Kraft im Gleichgewicht
    • Da Spannungsüberhöhung im Kerbgrund => Absinken der Spannung nach Innen
    • Resultierende Spannung in gekerbter Probe = Spannung in Probe mit Ak
  10. Wie verlaufen die Kraftlinen in ungekerbten Proben (Bild)?Wann erfolgt der Bruch?
    • einachsial => Bruch bei Erreichen Zugfestigkeit
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  11. Was für ein Spannungszustand bildet eine gekerbte Probe aus (Bild)?
    • mehrachsiger Spannungzustand
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  12. Warum mehrachsiger Spannungszustand?
    • Behinderung der Querdehnung
    • Außenseiten versuchen sich nach Außen zu biegen, restlicher Flachstab verhindert dies => radiale Spannungen
    • Wird an einem tortenförmigen, herausgeschnitten Stück gezogen biegt sich das Teil und !!!beult den Zugstab aus!!! => Kein Platz im Zugstab => tangentiale Spannungen
  13. Wie kommt die Radialspannung zustande (Bild)?
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  14. Wie kommt die Tangentialspannung zustande (Bild)?
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  15. Wie sind die Spannungsverhältnisse an der Oberfläche und im Inneren eines gekerbten Stabes?
    • An der Oberfläche 2-achsig, da sigmaradial=0
    • Im Inneren 3-achsig
    • Radialspannung im Mittelpunkt gleich Tangentialspannung
  16. Was ist die Formzahl?
    • Kt bzw. alphak gibt die Spannungsüberhöhung im Kerbgrund gegenüber der Nennspannung im Kerbquerschnitt an
    • Dimensionslos und auf linear-elastischen Bereich beschränkt
    • Abhängig von Kerbgeometrie (Kerbschärfe, -tiefe, -radius) und Belastungsart (Zug, Biegung, Torsion, bei Zug am höchsten)
    • Werkstoffunabhängig
    • >1
  17. Wie berechnet sich die Formzahl?
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  18. Ordne die Formzahl in Abhängigkeit der Beanspruchungsart ihrer Größe nach!
    Torsion<Biegung<Zug

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  19. Was ist die statische Stützziffer?
    • Beschreibt ertragbare Last über den Fließbeginn hinaus
    • Hierzu lässt man eine geringe örtliche plastische Dehnung epsilonpl im Kerbgrund zu
    • Werkstoff muss zäh sein
    • Ertragbare Last nicht mehr FF sonder Fpl
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  20. Wie wirkt sich eine Kerbe bei verschiedenen Werkstoffen auf die Zugfestigkeit aus?
    • Zäh: Rmk > Rm
    • Spröde: Rmk < Rm
  21. Warum erhöht sich bei zähen, gekerbten Werkstoffen die Zugfestigkeit?
    plastisches Fließen im Kerbgrund => örtliche Kaltverfestigung und Umlagerung der Spannungen in weniger belastete Gebiete => örtlich höhere Zugfestigkeit => zusätzliche Kraft um kompletten Querschnitt zu plastifizieren
  22. Warum sinkt bei einem gekerbten spröden Werkstoff die Zugfestigkeit?
    • Kein Abbau der Spannungsspitzen im Kerbgrund möglich (plastische Verformung notwendig)
    • Wegen Spannungsspitze örtliches Erreichen der Zugfestigkeit => Bruch
  23. Wie sieht das Spannungs-Dehnungs-Schaubild bei zähen, spröden, gekerbten, ungekerbten Werkstoffen aus?
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  24. Was ist das Kerbzugfestigkeitsverhältnis?
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  25. Wie wird die Formzahl ermittelt?
    • Bestimmung von Maximalspannung im Kerbgrund mit DMS
    • Spannungsoptik (Beleuchtung mit polarisiertem Licht, geringer Probendurchmesser)
    • Analytische Berechnung (Differentialgleichung der Kontinuumsmechanik lösen, schwer)
    • Numerische Berechnung (FEM)
    • Randelementmethode, Boundary Element Method (Nur Kontur diskretisiert, nur Oberflächenspannungen, gut und günstig)
    • Nomogramm (Erfahrungswerte über Diagramm abgetragen)
  26. Wie sieht ein Nomogramm aus?
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  27. Was bedeuten die Werte im Nomogramm (also r,t,h,H)?
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Card Set Information

Author:
Anonymous
ID:
28921
Filename:
WSK kerben.txt
Updated:
2010-08-04 09:13:57
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WSK
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WSK
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