Versagenskriterien in der Technischen Mechanik: Bruchhypothesen und Ermüdungsfestigkeit verstehen

Question 1

Laut von-Mises-Bruchhypothese tritt Versagen ein, wenn:

Accepted Answer

die äquivalente Spannung die Streckgrenze überschreitet.

Answer

die maximale Hauptspannung die Zugfestigkeit überschreitet.

Answer

die maximale Schubspannung die Schubfestigkeit überschreitet.

Answer

die minimale Hauptspannung die Druckfestigkeit überschreitet.

Question 2

Ermüdungsschäden an Bauteilen werden typischerweise durch welche Belastungsart verursacht?

Accepted Answer

Dynamische Belastung

Answer

Statische Belastung

Answer

Thermische Belastung

Answer

Magnetische Belastung

Question 3

Welcher der folgenden Materialkennwerte ist entscheidend für die Beurteilung der Ermüdungsfestigkeit eines Werkstoffs?

Accepted Answer

Dauerfestigkeit

Answer

Zugfestigkeit

Answer

Biegefestigkeit

Answer

Schwellwert

Question 4

Was ist das primäre Ziel einer Spannungsanalyse?

Accepted Answer

Bestimmung der Spannungsverteilung in einem Bauteil

Answer

Vorhersage der Lebensdauer eines Bauteils

Answer

Optimierung der Geometrie eines Bauteils

Answer

Ermittlung der kritischen Stellen in einem Bauteil

Question 5

Welches Materialgesetz beschreibt das lineare elastische Verhalten eines Werkstoffs?

Accepted Answer

Hooke'sches Gesetz

Answer

Saint-Venant'sches Gesetz

Answer

Navier-Stokes-Gleichung

Answer

Maxwell-Gleichung

Question 6

Was ist die Aussage der Bruchdehnung?

Accepted Answer

Sie ist ein Maß für die Verformungsfähigkeit eines Werkstoffs bis zum Bruch.

Answer

Sie ist ein Maß für die Spannung, bei der ein Werkstoff bricht.

Answer

Sie ist ein Maß für die Lebensdauer eines Werkstoffs.

Answer

Sie ist ein Maß für die Festigkeit eines Werkstoffs.

Question 7

Welche Bruchhypothese berücksichtigt die mittlere Hauptspannung?

Accepted Answer

von-Mises-Hypothese

Answer

Mohr-Coulomb-Hypothese

Answer

Tresca-Hypothese

Answer

Rankine-Hypothese

Question 8

Welcher Spannungszustand liegt vor, wenn alle drei Hauptspannungen ungleich Null sind?

Accepted Answer

Dreiachsiger Spannungszustand

Answer

Einachsiger Spannungszustand

Answer

Zweiachsiger Spannungszustand

Answer

Schubspannungszustand

Question 9

Was beschreibt die Wöhler-Kurve in der Ermüdungsfestigkeit?

Accepted Answer

Die Beziehung zwischen der Spannungsamplitude und der Anzahl der Zyklen bis zum Versagen

Answer

Die Beziehung zwischen der mittleren Spannung und der Dehngrenze

Answer

Die Beziehung zwischen der Bruchdehnung und der Zugfestigkeit

Answer

Die Beziehung zwischen der Schubspannung und der Scherfestigkeit

Question 10

Was ist der Unterschied zwischen einem statischen und einem dynamischen Versagen?

Accepted Answer

Statische Versagen treten bei langsamen Belastungsraten auf, dynamische Versagen bei schnellen Belastungsraten.

Answer

Statische Versagen treten bei konstanter Belastung auf, dynamische Versagen bei schwellender Belastung.

Answer

Statische Versagen treten bei hohen Lasten auf, dynamische Versagen bei geringen Lasten.

Answer

Statische Versagen sind immer duktil, dynamische Versagen sind immer spröde.

Question 11

Was ist die Einheit der Bruchdehnung?

Accepted Answer

%

Answer

MPa

Answer

N/mm

Answer

GPa

Question 12

Welcher Mechanismus führt zu einer Verringerung der Lebensdauer von Bauteilen durch Ermüdungsschäden?

Accepted Answer

Risswachstum

Answer

Materialaufbau

Answer

Korrosion

Answer

Viskose Verformung

Question 13

Bei welchem Versagenskriterium wird die maximale Schubspannung als Maß für die Versagensgefahr herangezogen?

Accepted Answer

Tresca-Kriterium

Answer

Mohr-Coulomb-Kriterium

Answer

Von-Mises-Kriterium

Answer

Rankine-Kriterium

Question 14

Welches Versagenskriterium berücksichtigt sowohl die Normal- als auch die Schubspannungen und wird häufig für duktile Materialien verwendet?

Accepted Answer

Von-Mises-Kriterium

Answer

Mohr-Coulomb-Kriterium

Answer

Tresca-Kriterium

Answer

Rankine-Kriterium

Question 15

Welches der folgenden Versagenskriterien wird zur Bewertung der Ermüdungsfestigkeit verwendet und berücksichtigt die mittlere Spannung?

Accepted Answer

Goodman-Kriterium

Answer

Soderberg-Kriterium

Answer

Gerber-Kriterium

Answer

Haigh-Kriterium

Question 16

Welche Größe wird im Goodman-Kriterium verwendet, um die mittlere Normalspannung zu berücksichtigen?

Accepted Answer

Mittelspannung

Answer

Spannungsamplitude

Answer

Maximale Spannung

Answer

Minimale Spannung

Question 17

Welche der folgenden Spannungen ist für das Versagen nach dem Tresca-Kriterium maßgeblich?

Accepted Answer

Maximale Schubspannung

Answer

Maximale Hauptspannung

Answer

Minimale Hauptspannung

Answer

Mittlere Hauptspannung

Question 18

Welches der folgenden Versagenskriterien berücksichtigt den Einfluss der Temperatur auf die Materialfestigkeit?

Accepted Answer

Norton-Kriterium

Answer

Mohr-Coulomb-Kriterium

Answer

Tresca-Kriterium

Answer

Von-Mises-Kriterium

Question 19

Welche der folgenden Belastungsarten führt am häufigsten zu Ermüdungsversagen?

Accepted Answer

Dynamische Biegebelastung

Answer

Statische Zugbelastung

Answer

Statische Druckbelastung

Answer

Dynamische Torsionsbelastung

Question 20

Welche Bruchhypothese berücksichtigt sowohl die Normal- als auch die Schubspannung in ihrem Versagenskriterium?

Accepted Answer

Von-Mises-Kriterium

Answer

Rankine-Kriterium

Answer

Mohr-Coulomb-Kriterium

Answer

Tresca-Kriterium

Question 21

Welches Versagenskriterium wird verwendet, um das Versagen spröder Materialien vorherzusagen?

Accepted Answer

Maximale Hauptspannungskriterium

Answer

Tresca-Kriterium

Answer

Mohr-Coulomb-Kriterium

Answer

Von-Mises-Kriterium

Question 22

Wodurch wird die Goodman-Linie dargestellt?

Accepted Answer

Beziehung zwischen mittlerer Spannung und Schwingungsamplitude für Ermüdungsversagen

Answer

Eine Bruchhypothese für spröde Materialien

Question 23

Welches Material ist am ehesten duktil?

Accepted Answer

Stahl

Answer

Gusseisen

Answer

Keramik

Answer

Beton

Question 24

Was zeigt die Wöhlerkurve?

Accepted Answer

Beziehung zwischen Schwingfestigkeit und Anzahl der Lastwechsel

Answer

Methode zur Berechnung der statischen Festigkeit

Answer

Bruchhypothese für duktile Materialien

Question 25

Welches Material ist typischerweise spröde?

Accepted Answer

Keramik

Answer

Aluminium

Answer

Gusseisen

Answer

Stahl

Question 26

Welche Bruchhypothese berücksichtigt sowohl die Normal- als auch die Schubspannungen in ihrem Versagenskriterium?

Accepted Answer

Mohr'sche Spannungshypothese

Answer

Gestaltänderungsenergiehypothese

Answer

Tragsicherheitshypothese

Question 27

Welche Bruchhypothese berücksichtigt die Energie, die bis zum Bruch im Material gespeichert wird?

Accepted Answer

Gestaltänderungsenergiehypothese

Answer

Tragsicherheitshypothese

Answer

Mohr'sche Spannungskreis

Answer

Bruchdehnungskriterium

Question 28

Welche Art von Belastung kann zu Ermüdung eines Materials führen?

Accepted Answer

Wiederholte Belastungen unterhalb der statischen Festigkeit

Answer

Statische Belastungen

Answer

Dynamische Belastungen

Answer

Temperaturänderungen

Question 29

Welche Faktoren beeinflussen die Ermüdungsfestigkeit eines Materials?

Accepted Answer

Oberflächengüte, Lastgröße, Lastfrequenz und Materialeigenschaften

Answer

Temperatur und Umgebung

Answer

Alter und Lagerung

Answer

Materialdichte und -festigkeit

Question 30

Welches Verfahren wird verwendet, um die Ermüdungsfestigkeit eines Materials zu bestimmen?

Accepted Answer

Wöhler-Kurve

Answer

Biegeversuch

Answer

Zugversuch

Answer

Druckversuch

Question 31

Was ist der Einfluss von Spannungskonzentrationen auf die Ermüdungsfestigkeit?

Accepted Answer

Reduzierung der Ermüdungsfestigkeit

Answer

Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit

Answer

Keine Auswirkung auf die Ermüdungsfestigkeit

Answer

Umkehrung der Ermüdungsfestigkeit

Question 32

Welche Maßnahmen können getroffen werden, um die Ermüdungsfestigkeit eines Bauteils zu erhöhen?

Accepted Answer

Optimierung der Geometrie, Verbesserung der Oberflächenqualität und geeignete Wärmebehandlung

Answer

Verwendung von minderwertigeren Materialien

Answer

Verringerung der Lastfrequenz

Answer

Erhöhung der Materialstärke und -dichte

Question 33

Welche Rolle spielen Versagenskriterien bei der Konstruktion von Bauteilen?

Accepted Answer

Sie helfen bei der Beurteilung der Festigkeit und Lebensdauer unter verschiedenen Belastungen

Answer

Sie haben keine praktische Bedeutung

Answer

Sie sind nur für experimentelle Zwecke relevant

Question 34

Welche der folgenden Größen ist keine Grundgröße des Internationalen Einheitensystems (SI)?

Accepted Answer

Drehmoment

Answer

Länge

Answer

Zeit

Answer

Masse

Question 35

Welche der folgenden Einheiten wird für die Kraft im SI-System verwendet?

Accepted Answer

Newton

Answer

Joule

Answer

Watt

Answer

Pascal

Question 36

Welche der folgenden Größen ist eine skalare Größe?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Drehimpuls

Answer

Beschleunigung

Answer

Geschwindigkeit

Question 37

Welche der folgenden Größen ist eine vektorielle Größe?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Temperatur

Answer

Masse

Answer

Energie

Question 38

Welche der folgenden Größen ist eine abgeleitete Größe?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Länge

Answer

Zeit

Answer

Masse

Question 39

Welche der folgenden Größen hat die Einheit m/s?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Kraft

Answer

Energie

Answer

Beschleunigung

Question 40

Welche der folgenden Größen hat die Einheit J?

Accepted Answer

Energie

Answer

Leistung

Answer

Kraft

Answer

Drehmoment

Question 41

Welche der folgenden Größen hat die Einheit Nm?

Accepted Answer

Drehmoment

Answer

Leistung

Answer

Kraft

Answer

Energie

Question 42

Welche der folgenden Aussagen beschreibt korrekt die Schubspannungshypothese von Tresca?

Accepted Answer

Versagen tritt ein, wenn die größte Differenz zwischen zwei Hauptspannungen die Streckgrenze überschreitet.

Answer

Versagen tritt ein, wenn die Normalspannung in Zugrichtung die Zugfestigkeit überschreitet.

Answer

Versagen tritt ein, wenn die Hauptspannungen die von der Mohrschen Spannungskreisgrenze eingeschlossenen Spannungen überschreiten.

Question 43

Welche der folgenden Belastungen führt zu einer Druckspannung?

Accepted Answer

Eine Kraft, die senkrecht auf eine Fläche wirkt und diese zusammendrückt.

Answer

Eine Kraft, die in einem Winkel zu einer Fläche wirkt und diese sowohl zusammendrückt als auch verschiebt.

Answer

Eine Kraft, die parallel zu einer Fläche wirkt und diese verschiebt.

Question 44

Was ist das Kriterium für Ermüdungsversagen?

Accepted Answer

Die maximale Spannung, die ein Material bei wiederholter Belastung für eine bestimmte Anzahl von Lastzyklen aushalten kann, ohne zu versagen.

Answer

Die minimale Spannung, die ein Material aushalten kann, ohne zu versagen.

Question 45

Welche Größen werden bei der Berechnung der Schubspannung verwendet?

Accepted Answer

Die parallel zur Querschnittsfläche wirkende Kraft und die Querschnittsfläche.

Answer

Die Spannung und die Querschnittsfläche.

Answer

Die Kraft und die Länge.

Answer

Die Spannung und die Dehnung.

Question 46

Welche der folgenden Bruchhypothesen berücksichtigt alle drei Hauptspannungen?

Accepted Answer

Von-Mises-Hypothese

Answer

Tresca-Hypothese

Answer

Maximale Hauptspannungshypothese

Answer

Maximale Normalspannungshypothese

Question 47

Was ist das Ziel von Versagenskriterien?

Accepted Answer

Die Vorhersage des Versagens eines Bauteils unter verschiedenen Belastungen.

Answer

Die Messung der Verformung in einem Bauteil.

Answer

Die Berechnung der Spannungen in einem Bauteil.

Question 48

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Tragfähigkeit eines Bauteils korrekt?

Accepted Answer

Die maximale Belastung, die ein Bauteil ohne Versagen tragen kann.

Answer

Die minimale Belastung, die ein Bauteil benötigt, um zu versagen.

Answer

Die Belastung, bei der ein Bauteil seine Elastizitätsgrenze erreicht.

Question 49

Welche der folgenden Belastungen führt zu einer Biegespannung?

Accepted Answer

Eine Kraft, die senkrecht zur Längsachse eines Balkens wirkt und diesen biegt.

Answer

Eine Kraft, die parallel zur Längsachse eines Balkens wirkt und diesen verdreht.

Answer

Eine Kraft, die in einem Winkel zur Längsachse eines Balkens wirkt und diesen sowohl biegt als auch verdreht.

Question 50

Was ist der Unterschied zwischen statischer und dynamischer Belastung?

Accepted Answer

Statische Belastung wirkt konstant, während dynamische Belastung sich mit der Zeit ändert.

Answer

Statische Belastung wirkt senkrecht zur Fläche, während dynamische Belastung parallel zur Fläche wirkt.

Answer

Statische Belastung ist immer größer als dynamische Belastung.

Question 51

Welche Aussage trifft auf das Von-Mises-Kriterium zu?

Accepted Answer

Es ist ein energiebasiertes Kriterium, das für duktile Materialien gilt.

Answer

Es berücksichtigt nur Schubspannungen.

Answer

Es gilt nur für spröde Materialien.

Answer

Es ist ein spannungsbasiertes Kriterium, das die maximalen Normalspannungen verwendet.

Question 52

Bei welchem Belastungszustand tritt nach dem Tresca-Kriterium Versagen auf?

Accepted Answer

Wenn die maximale Schubspannung die Fließgrenze überschreitet

Answer

Wenn die maximale Hauptspannung die Zugfestigkeit überschreitet

Answer

Wenn die minimale Hauptspannung die Druckfestigkeit unterschreitet

Question 53

Welche Aussage über Ermüdungsfestigkeit ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie nimmt mit zunehmender Anzahl von Lastzyklen ab und ist abhängig von der Lastamplitude.

Answer

Sie ist unabhängig von der Lastamplitude und gilt für alle Werkstoffarten.

Answer

Sie gilt nur für duktile Materialien und ist nicht von der Oberflächenrauheit beeinflusst.

Answer

Sie kann durch Wärmebehandlung verbessert werden, gilt aber nur für metallische Werkstoffe.

Question 54

Welche Art von Beanspruchung führt am wahrscheinlichsten zu Ermüdungsversagen?

Accepted Answer

Wechselbeanspruchung

Answer

Schwellbelastung

Answer

Statische Belastung

Answer

Stoßbelastung

Question 55

Welches Diagramm wird zur Darstellung der Ermüdungsfestigkeit als Funktion der Lastamplitude verwendet?

Accepted Answer

Wöhler-Diagramm

Answer

Spannungs-Dehnungs-Diagramm

Answer

Haigh-Diagramm

Answer

Mohr'sches Spannungskreis-Diagramm

Question 56

Welche Schadensakkumulationshypothese wird verwendet, um die Lebensdauer eines Bauteils unter Ermüdungsbeanspruchung zu schätzen?

Accepted Answer

Miner-Regel

Answer

Soderberg-Regel

Answer

Gere-Goodman-Regel

Answer

Goodman-Regel

Question 57

Welche Aussage über Versagenskriterien ist korrekt?

Accepted Answer

Sie liefern eine konservative Schätzung der Festigkeit eines Bauteils und sind in der Regel nicht exakt.

Answer

Sie sind immer exakt und gelten für alle Materialien.

Answer

Sie gelten nur für lineares elastisches Materialverhalten.

Question 58

Beschreiben Sie die Eigenschaft eines Materials, sich plastisch zu verformen, bevor es bricht.

Accepted Answer

Duktilität

Answer

Härte

Answer

Zugfestigkeit

Answer

Elastizitätsmodul

Question 59

Welche Bruchhypothese basiert auf der Annahme, dass das Versagen eintritt, wenn die maximale Schubspannung einen bestimmten Wert überschreitet?

Accepted Answer

Trescasche Bruchhypothese

Answer

Rankine-Bruchhypothese

Answer

Mohrsche Bruchhypothese

Answer

Von-Mises-Bruchhypothese

Question 60

Welche Art von Beanspruchung verursacht Ermüdungsversagen, das durch wiederholte Belastungswechsel auftritt?

Accepted Answer

Wechselnde Beanspruchung

Answer

Stoßbeanspruchung

Answer

Dynamische Beanspruchung

Answer

Statische Beanspruchung

Question 61

Was beschreibt die Wöhlerlinie in der Ermüdungsanalyse?

Accepted Answer

Die Darstellung der Lebensdauer eines Bauteils in Abhängigkeit von der wechselnden Spannung.

Answer

Die Spannung, bei der ein Bauteil zu ermüden beginnt.

Answer

Die maximale Spannung, die ein Bauteil aushalten kann.

Question 62

Welches Konstruktionsmerkmal erhöht die Anfälligkeit für Ermüdungsversagen?

Accepted Answer

Eine Kerbe

Answer

Ein duktiles Material

Answer

Eine große Querschnittsfläche

Answer

Eine glatte Oberfläche

Question 63

Wie kann die Ermüdungsfestigkeit eines Bauteils erhöht werden?

Accepted Answer

Durch Glätten der Oberfläche und Vermeidung von Kerben

Answer

Durch Verwendung eines spröden Materials

Answer

Durch Erhöhen der Spannung

Question 64

Welche Bruchhypothese berücksichtigt die maximale Normalspannung im Werkstoff?

Accepted Answer

Rankine-Bruchhypothese

Answer

Trescasche Bruchhypothese

Answer

Von-Mises-Bruchhypothese

Answer

Mohrsche Bruchhypothese