Beanspruchung von Wellen und Achsen: Online-Quiz für Maschinenbau-Studierende

Question 1

Welche der folgenden Aussagen zur Schubspannung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie entsteht bei senkrecht zur Normalspannung wirkenden Kräften

Answer

Sie kann nur in dünnwandigen Bauteilen auftreten

Answer

Sie ist unabhängig vom Schubmodul des Materials

Answer

Sie ist immer gleichmäßig über den Querschnitt verteilt

Question 2

Welche der folgenden Belastungsarten verursacht eine kombinierte Beanspruchung von Biegung und Torsion?

Accepted Answer

Biegemoment und Drehmoment

Answer

Drehmoment und Querlast

Answer

Biegemoment und Axialkraft

Answer

Torsionsmoment und Schubkraft

Question 3

Welche der folgenden Formeln gibt die zulässige Biegespannung für eine Welle an?

Accepted Answer

σ_zul = (M * S) / W

Answer

σ_zul = (T * S) / J

Answer

σ_zul = (V * S) / A

Answer

σ_zul = (M * J) / (W * S)

Question 4

Welche der folgenden Größen ist für die Torsionssteifigkeit einer Welle entscheidend?

Accepted Answer

Polartragheitsmoment

Answer

Querschnittsfläche

Answer

Materialelastizitätsmodul

Answer

Biegemoment

Question 5

Welche der folgenden Beanspruchungsarten tritt bei einer Welle auf, die nur auf Biegung beansprucht wird?

Accepted Answer

Biegespannung

Answer

Torsionsspannung

Answer

Schubspannung

Answer

Zugspannung

Question 6

Wie wird die Schubspannung in einem hohlen Kreisquerschnitt berechnet?

Accepted Answer

τ = (T * r) / (2 * A * (r_a - r_i))

Answer

τ = (T * r_a) / (2 * A)

Answer

τ = (T * r_i) / (2 * A)

Answer

τ = (T * r_a * r_i) / (2 * A)

Question 7

Bei der Beanspruchung von Wellen tritt neben Biegung und Schub auch Torsion auf. Welche Beanspruchungsart ist für Wellen, die ein Drehmoment übertragen, charakteristisch?

Accepted Answer

Torsion

Answer

Biegung

Answer

Schub

Answer

Zug

Question 8

Die maximale Biegespannung in einer Welle mit rundem Querschnitt tritt an welcher Stelle auf?

Accepted Answer

Rand des Querschnitts

Answer

Mitte des Querschnitts

Answer

Achse des Querschnitts

Answer

Enden der Welle

Question 9

Welche Formel wird zur Berechnung der Torsionsspannung in einer Welle verwendet?

Accepted Answer

τ = T * r / J

Answer

σ = M * y / I

Answer

ε = σ / E

Answer

δ = P * L / AE

Question 10

Der Schubspannungsfluss in einer Welle ist definiert als:

Accepted Answer

Die Kraft pro Flächeneinheit, die parallel zur Querschnittsfläche wirkt

Answer

Die Kraft pro Flächeneinheit, die senkrecht zur Querschnittsfläche wirkt

Answer

Das Verhältnis der Schubspannung zur Biegespannung

Answer

Die Verformung pro Längeneinheit

Question 11

Welcher Wellentyp ist am anfälligsten für Knicken?

Accepted Answer

Hohlwelle

Answer

Massivwelle

Answer

Gestufte Welle

Answer

Konische Welle

Question 12

Was ist das primäre Ziel der Wellenabstimmung?

Accepted Answer

Vermeidung der kritischen Drehzahl

Answer

Reduzierung der maximalen Spannung

Answer

Erhöhung der Lebensdauer der Welle

Answer

Erhöhung der Betriebsfrequenz

Question 13

Was ist ein Sicherheitsfaktor und warum wird er bei der Wellenauslegung eingesetzt?

Accepted Answer

Ein Faktor, der die Wahrscheinlichkeit eines Wellenversagens berücksichtigt

Answer

Ein Faktor, der die tatsächliche Belastung einer Welle reduziert

Answer

Ein Faktor, der die tatsächliche Festigkeit einer Welle erhöht

Answer

Ein Faktor, der die Lebensdauer einer Welle verlängert

Question 14

Welche Belastungsarten beeinflussen die Spannungen in einer Welle?

Accepted Answer

Biegung, Torsion und Schub

Answer

Biegung und Torsion

Answer

Zug und Druck

Answer

Knickung und Biegung

Question 15

Welche Spannungskomponente tritt in einer Welle unter Biegebelastung auf?

Accepted Answer

Normalspannung σ ⊥

Answer

Schubspannung τ

Answer

Torsionsspannung τ*

Answer

Zugspannung σ*

Question 16

Welche Formel beschreibt das Torsionsmoment?

Accepted Answer

M = T / r

Answer

M = F * r

Answer

M = σ * J

Answer

M = τ * I

Question 17

Welche Formel beschreibt die kritische Drehzahl einer Welle?

Accepted Answer

ω = √(EI / (m * L^4))

Answer

ω = √(EI * (m / L^4))

Answer

ω = √((m * EI) / L^4)

Answer

ω = √(L^4 * (EI / m))

Question 18

Welche Wellenlagerart zeichnet sich durch eine hohe Tragfähigkeit für radiale Kräfte aus?

Accepted Answer

Wälzlager

Answer

Gleitlager

Answer

Hydrodynamische Lager

Answer

Magnetlager

Question 19

Welche Aussage zur Biegespannung in Wellen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist proportional zum Biegemoment und Widerstandsmoment.

Answer

Sie ist unabhängig vom Durchmesser der Welle.

Answer

Sie ist immer größer als die Torsionsspannung.

Answer

Sie ist proportional zur Torsionsbelastung.

Question 20

Welche Belastungsart führt zu einer Schubspannung in Wellen?

Accepted Answer

Torsion

Answer

Biegung

Answer

Druck

Answer

Zug

Question 21

Welches Material ist für die Herstellung von Wellen geeignet, die hohen Torsionsbelastungen ausgesetzt sind?

Accepted Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Answer

Gusseisen

Answer

Kunststoff

Question 22

Was ist der Zweck einer Passfeder in einer Welle-Nabe-Verbindung?

Accepted Answer

Drehmoment zu übertragen

Answer

Axialkraft zu übertragen

Answer

Radiallasten zu tragen

Answer

Die Welle vor Verschleiß zu schützen

Question 23

Was ist der Unterschied zwischen einer Welle und einer Achse?

Accepted Answer

Wellen übertragen Drehmomente, während Achsen Axialkräfte aufnehmen.

Answer

Achsen übertragen Drehmomente, während Wellen Axialkräfte aufnehmen.

Answer

Wellen und Achsen sind dasselbe.

Answer

Es gibt keinen Unterschied zwischen Wellen und Achsen.

Question 24

Welche Beanspruchungsart tritt auf, wenn eine Welle ein Drehmoment überträgt?

Accepted Answer

Torsion

Answer

Biegung

Answer

Schub

Answer

Zug

Question 25

Welche Formel wird zur Berechnung der maximalen Biegespannung in einer Welle verwendet?

Accepted Answer

σ_max = M * y / I

Answer

σ_max = T * r / J

Answer

σ_max = F / A

Answer

σ_max = 2 * F / (b * h)

Question 26

Wie lautet die Formel für den Schubspannungsfluss in einer Welle mit kreisförmigem Querschnitt und Radius r, wenn sie ein Drehmoment T überträgt?

Accepted Answer

τ = T * r / (2 * J)

Answer

τ = M * r / J

Answer

τ = P / A

Answer

τ = 2 * F / (b * h)

Question 27

Welcher Faktor beeinflusst die Festigkeit einer Welle nicht?

Accepted Answer

Oberflächenbehandlung

Answer

Material

Answer

Querschnittsform

Answer

Belastungsart

Question 28

Was ist der Unterschied zwischen einer biegesteifen und einer biegeweichen Welle?

Accepted Answer

Eine biegesteife Welle kann höhere Drehmomente übertragen als eine biegeweiche Welle

Answer

Eine biegesteife Welle verformt sich stärker als eine biegeweiche Welle

Answer

Eine biegesteife Welle hat einen größeren Querschnitt als eine biegeweiche Welle

Answer

Eine biegesteife Welle ist leichter als eine biegeweiche Welle

Question 29

Welche Aussage über Wellenwerkstoffe ist korrekt?

Accepted Answer

Stähle sind die am häufigsten verwendeten Wellenwerkstoffe

Answer

Aluminiumlegierungen haben eine höhere Festigkeit als Stähle

Answer

Kunststoffe werden oft für Wellen verwendet, die hohen Belastungen ausgesetzt sind

Answer

Verbundwerkstoffe werden nicht für Wellen verwendet

Question 30

Welchen Einfluss hat eine Kerbe auf die Spannungsverteilung in einer Welle?

Accepted Answer

Sie führt zu einer Spannungserhöhung im Bereich der Kerbe.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf die Spannungsverteilung in der Welle.

Answer

Sie führt zu einer Spannungsreduktion im Bereich der Kerbe.

Answer

Sie beeinflusst nur die Biegespannung in der Welle.

Question 31

Welche Formel wird verwendet, um die maximale Biegespannung in einer Welle zu berechnen?

Accepted Answer

σ_b = M * c / I

Answer

σ_n = F / A

Answer

σ_t = T * r / J

Answer

τ = Q * b / h

Question 32

Welche Belastungsart kann Torsionsspannungen in einer Welle hervorrufen?

Accepted Answer

Ein Drehmoment

Answer

Eine Biegebelastung

Answer

Eine Zugkraft

Answer

Eine Schubbelastung

Question 33

Welche Formel wird verwendet, um die maximale Torsionsspannung in einer Welle zu berechnen?

Accepted Answer

τ_t = T * r / J

Answer

σ_n = F / A

Answer

τ = F * b / h

Answer

σ_b = M * c / I

Question 34

Welche der folgenden Bedingungen muss für den plastischen Bereich einer Welle erfüllt sein?

Accepted Answer

τ_t > σ_F

Answer

τ_t < σ_F

Answer

τ_t = σ_F

Question 35

Welche der folgenden Versagensarten ist für Wellen am wahrscheinlichsten?

Accepted Answer

Ermüdungsbruch

Answer

Kriechen

Answer

Bruch durch Überlastung

Answer

Versagen durch Beulen

Question 36

Welche Methode wird verwendet, um die Lebensdauer einer Welle unter Ermüdungsbelastung vorherzusagen?

Accepted Answer

Smith-Diagramm

Answer

Mohr-Kreis

Answer

Festigkeitshypothese von Huber

Question 37

Welche der folgenden Maßnahmen kann die Lebensdauer einer Welle unter Ermüdungsbelastung erhöhen?

Accepted Answer

Reduzierung von Kerben und Erhöhung der Oberflächenrauheit

Answer

Erhöhung von Kerben und Reduzierung der Oberflächenrauheit

Answer

Erhöhung von Kerben und Erhöhung der Oberflächenrauheit

Question 38

Welche Beanspruchungsart tritt in einer Welle auf, wenn sie durch ein Moment belastet wird?

Accepted Answer

Torsion

Answer

Zug

Answer

Biegung

Answer

Schub

Question 39

Welche der folgenden Größen wird NICHT zur Berechnung der Biegespannung in einer Welle benötigt?

Accepted Answer

Torsionsmoment

Answer

Materialfestigkeit

Answer

Wellendurchmesser

Answer

Biegemoment

Question 40

Welche der folgenden Aussagen über Spannungen in Wellen ist richtig?

Accepted Answer

Die maximale Spannung tritt an der Oberfläche der Welle auf.

Answer

Die Spannung ist über den gesamten Querschnitt der Welle gleichmäßig verteilt.

Answer

Die Spannung ist an der Welle am größten, wo die Querschnittsfläche am größten ist.

Question 41

Welche der folgenden Annahmen wird bei der Berechnung von Biegespannungen in Wellen üblicherweise getroffen?

Accepted Answer

Die Welle ist als Balken auf zwei Stützen gelagert.

Answer

Die Welle ist einer Drehmomentbelastung ausgesetzt.

Answer

Die Welle ist als Kragbalken belastet.

Question 42

Welche der folgenden Größen hat keinen Einfluss auf die Torsionssteifigkeit einer Welle?

Accepted Answer

Materialfestigkeit

Answer

Wellendurchmesser

Answer

Schubmodul des Materials

Answer

Länge der Welle

Question 43

Welche der folgenden Faktoren kann die Lebensdauer einer Welle verringern?

Accepted Answer

Kerben oder Risse

Answer

Korrosionsschutz

Answer

Glatte Oberfläche

Answer

Verwendung eines hochfesten Materials

Question 44

Welche der folgenden Messgrößen ist erforderlich, um die Verformung einer Welle aufgrund einer Biegebelastung zu bestimmen?

Accepted Answer

Durchbiegung

Answer

Querkraft

Answer

Spannung

Answer

Drehwinkel

Question 45

Welche der folgenden Aussagen über die Berechnung von Biegespannungen in Wellen ist richtig?

Accepted Answer

Die Biegespannung ist proportional zum Biegemoment und umgekehrt proportional zum Widerstandsmoment des Querschnitts.

Answer

Die Biegespannung ist proportional zum Torsionsmoment und umgekehrt proportional zum Durchmesser der Welle.

Question 46

Welche Belastungsart wirkt auf eine Welle, die an zwei Lagern gelagert ist und mittig mit einer Kraft beaufschlagt wird?

Accepted Answer

Biegung

Answer

Torsion

Answer

Schub

Question 47

In welcher Einheit wird das Torsionsmoment gemessen?

Accepted Answer

Nm

Answer

N

Answer

Pa

Question 48

Welches Material eignet sich am besten für die Herstellung von hochfesten Wellen?

Accepted Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Answer

Holz

Answer

Kunststoff

Question 49

Welche Lagerart wird eingesetzt, um Axialkräfte in Wellen aufzunehmen?

Accepted Answer

Axiallager

Answer

Pendellager

Answer

Gleitlager

Answer

Radiallager

Question 50

Mit welcher Maßnahme kann die Steifigkeit einer Welle erhöht werden?

Accepted Answer

Erhöhung des Wellendurchmessers

Answer

Verringerung der Lagerabstände

Answer

Erhöhung der Oberflächenrauheit

Answer

Verwendung eines schwächeren Materials

Question 51

Welche Spannung tritt in Wellen bei Biegebelastung auf?

Accepted Answer

Biegespannung

Answer

Druckspannung

Answer

Zugspannung

Answer

Schubspannung

Question 52

Welche Beanspruchungsart liegt vor, wenn eine Welle sowohl Biege- als auch Torsionsmomenten ausgesetzt ist?

Accepted Answer

Verbundbeanspruchung

Answer

Torsionsbeanspruchung

Answer

Biegebeanspruchung

Answer

Schubbeanspruchung

Question 53

Welche Maßnahme kann die Torsionssteifigkeit einer Welle erhöhen?

Accepted Answer

Vergrößerung des Wellendurchmessers

Answer

Verwendung eines weicheren Werkstoffs

Answer

Reduzierung der Wellenlänge

Question 54

Welche Belastungsart führt zu einer Torsionsverformung einer Welle?

Accepted Answer

Drehmoment

Answer

Axialkraft

Answer

Biegemoment

Answer

Schubkraft

Question 55

Welche Gleichung beschreibt die Schubspannung in einer Welle bei Torsionsbeanspruchung?

Accepted Answer

τ = (T * r) / J

Answer

ε = (σ / E)

Answer

γ = (τ / G)

Answer

σ = (M * y) / I

Question 56

Welche Größe ist bei der Berechnung der Biegespannung in einer Welle nicht relevant?

Accepted Answer

Torsionsmoment

Answer

Biegemoment

Answer

Materialfestigkeit

Answer

Wellendurchmesser

Question 57

Welche Aussage zur Verbundbeanspruchung ist richtig?

Accepted Answer

Die Vergleichsspannung ist immer kleiner oder gleich der maximalen Spannung.

Answer

Die Vergleichsspannung tritt nur bei sehr großen Wellen auf.

Answer

Die Vergleichsspannung ist immer größer als die maximale Spannung.

Question 58

Mit welcher Gleichung wird das Biegemoment berechnet?

Accepted Answer

M = F * l

Answer

M = F * d

Answer

M = F / d

Answer

M = F / l

Question 59

Welcher Faktor hat keinen Einfluss auf die Torsionsfestigkeit einer Welle?

Accepted Answer

Materialdichte

Answer

Wellenlänge

Answer

Wellendurchmesser

Answer

Schubmodul

Question 60

Welche Einheit wird zur Angabe der Schubspannung verwendet?

Accepted Answer

N/mm²

Answer

Pa

Answer

mN

Answer

Nm

Question 61

Welcher Faktor erhöht die Schubspannung in einer Welle?

Accepted Answer

Erhöhte Torsionskraft

Answer

Erhöhte Wellenlänge

Answer

Erhöhter Wellendurchmesser

Answer

Erhöhter Schubmodul

Question 62

Mit welcher Gleichung wird der Verdrehwinkel einer Welle unter Torsionsbelastung berechnet?

Accepted Answer

θ = (T * l) / (G * I)

Answer

θ = (T * l) / (E * I)

Answer

θ = (T * l) / (2 * G * I)

Answer

θ = (T * l) / (2 * E * I)

Question 63

Welche Belastungsart kann zu einer Kerbwirkung an Wellen führen?

Accepted Answer

Biegebelastung mit Querkraft

Answer

Reine Biegung

Answer

Reine Torsion

Question 64

Eine Welle wird auf Schub beansprucht und weist eine maximale Schubspannung (τ_max) auf. Welche Schubkraft (F) führt zu dieser maximalen Schubspannung in einer Welle mit der Querschnittsfläche (A)?

Accepted Answer

F = τ_max * A

Answer

F = 2 * τ_max * A

Answer

F = τ_max * A / 2