1.Torsion # Frage Antw. P.

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "1.Torsion # Frage Antw. P."

Wilhelmine Krause
vor 6 Jahren
Abrufe

1.Torsion # Frage Antw. P. 1 Der skizzierte Schalthebel mit Schaltwelle wird durch die Kraft F = 1 kn belastet. Die zulässigen Spannungen beträgt für eine Torsion 20 N/mm 2.

2 1.Torsion # Frage Antw. P. 1 Der skizzierte Schalthebel mit Schaltwelle wird durch die Kraft F = 1 kn belastet. Die zulässigen Spannungen beträgt für eine Torsion 20 N/mm 2. a b Bestimmen Sie das von der Schaltwelle zu übertragende Torsionsmoment. Ermitteln Sie den erforderlichen Wellendurchmesser d bzgl. der Belastung durch Torsion. Eine Welle soll eine Leistung von 44 kw bei einer Drehzahl von 300 min 1 übertragen. Der zulässige Verdrehwinkel beträgt 0,25 je Meter Wellenlänge. Gesucht ist der Wellendurchmesser. Wie bezeichnet man das Produkt aus Schubmodul und polarem Flächenträgheitsmoment? Ein einseitig eingespannter homogener Stab mit kreisförmigem Querschnitt (Durchmesser d) wird an den Stellen B bzw. C durch die Torsionsmomente M 0 bzw. M 1 belastet. (Rechten Daumen in Richtung der Doppelpfeile, dann zeigen die Finger die Drehrichtung an). Wie groß muss M 1 bei gegebenem M 0 gewählt werden, damit der Verdrehwinkel am Stabende C Null wird? (Geben Sie die Lösung an in der Form: M 1 = Faktor mal M 0 ) 300 Nm 3 42,43 mm 3 80 mm 6 G I p =Torsions- Steifigkeit 2 M 1 = - 2/3 M 0 6 Summe 20 K8_14-09_A_L.odt Seite 2 von 11

3 Lösung zu Aufgabe 1.1 Lösung zu Aufgabe 1.2 Lösung zu Aufgabe 1.4 K8_14-09_A_L.odt Seite 3 von 11

4 2.Mohrscher Spannungskreis # Frage Antw. P. 1 a Ein ebener Spannungszustand ist durch σ x = 50 N/mm², σ y = 20 N/mm² und τ xy = 30 N/mm² gegeben. Man bestimme mit Hilfe eines Mohrschen Kreises die Hauptspannungen σ 1 = 61 MPa σ 2 = -31 MPa τ max = 46 MPa 6 b und den Winkel der Hauptspannung σ 1 zur x-achse. φ = 20 2 c die Normal- und die Schubspannung in einer Schnittfläche, deren Normale den Winkel ϕ = 30 mit der x-achse bildet. σ ξ = 6,52 MPa σ η = -23,48 MPa τ ξη = 45,3 MPa 12 Summe 20 K8_14-09_A_L.odt Seite 4 von 11

5 Lösung zu Aufgabe 2.1 K8_14-09_A_L.odt Seite 5 von 11

6 3.Knickung # Frage Antw. P Eine Rohrprofilstütze aus S235JR soll bei 4 m Knicklänge eine Last von 300 kn aufnehmen. Welche Wanddicke δ ist erforderlich, wenn der Rohr- Außendurchmesser D = 120 mm gewählt wird? Für welchen Bereich / welches Kriterium ist die Berechnung der Knickspannung nach EULER gültig? Welche zulässige Druckkraft kann ein Winkelstahl 60 x 10 aus St 235 bei einer Länge von 1,4 m übertragen, wenn eine Knicksicherheit von 4 gefordert wird? Die Berechnung soll für den Euler-Fall 2 (Grundfall) erfolgen. Welcher Belastungsart kommt die Knickung am nächsten? 3,75 mm 9 λ > λ ,27 kn 6 Der Biegung 2 Summe 20 K8_14-09_A_L.odt Seite 6 von 11

7 Lösung zur Aufgabe 3.1 K8_14-09_A_L.odt Seite 7 von 11

8 Lösung zur Aufgabe 3.3 K8_14-09_A_L.odt Seite 8 von 11

9 4. Translation / Rotation # Frage Antw. P. 1 Um eine Walze der Masse m = 22,63 kg ist ein Band gewickelt (ohne Masse). Die Walze fällt auf dem Band abrollend vertikal nach unten. a Skizzieren Sie die Kräfte und Momente an der Walze. 5 b Wie groß ist die Beschleunigung der Walze? 6,54 m/s² 6 c Wie groß ist die Zugkraft F B im Band während des Falls? 74 N 3 2 Ein Blumentopf fällt aus 32,92 m Höhe vom Balkon. a Wie schnell ist er 2,386 s nach dem Start? 23,4 m/s 3 b Wie viel Fallstrecke hat er dann noch vor sich? 5 m 3 Summe 20 K8_14-09_A_L.odt Seite 9 von 11

10 Lösung zur Aufgabe 4.1 K8_14-09_A_L.odt Seite 10 von 11

11 5. Schwingungen # Frage Antw. P. 1 Betrachten Sie ein Fadenpendel. An welcher Stelle (nach Möglichkeit den Fachausdruck verwenden) ist die Beschleunigung des Oszillators maximal? An den Umkehrpunkten Wie nennt man die Frequenz, mit der ein Oszillator schwingt, sobald man ihn sich selbst überlässt, also keine äußeren Kräfte einwirken lässt? Eigenfrequenz 3 Skizzieren Sie den Frequenzgang der Phasenverschiebung eines Federpendels, das durch eine äußere Wechselkraft bei verschiedenen Frequenzen zum Schwingen angeregt wird. 6 4 Wie lautet die Differentialgleichung der erzwungenen Schwingung bei äußerer Erregung durch die periodische Kraft F e (t) = F 0 sin(ω e t)? ẍ+2 δ ẋ+ω o 2 x=f 0 sin (ω t) 6 Summe 20 K8_14-09_A_L.odt Seite 11 von 11

Ähnliche Dokumente

Achsen, Wellen und Zapfen

Achsen, Wellen und Zapfen BBS Winsen (Luhe) Entwicklung und Konstruktion A. Berg Beispielaufgabe Für die Antriebswelle aus S25JR des Becherwerkes sind die Durchmesser zu berechnen und festzulegen. Die