WiSe 19/20 Gedächtnisprotokoll Strukturintegrität

  • Servus,

    anbei mein Gedächtnisprotokoll für die Prüfung Strukturintegrität & Bruchemechanik bei Professor Becker. Ich lade das ganze auch in die Filebase hoch.


    Prüfungsform:

    30 Minuten mündlich mit zwei Studierenden. Im Endeffekt bekommen beide immer die gleichen Fragen gestellt, welche dann mit Stichworten, Diagrammen und Formeln auf Blättern schriftlich beantwortet werden müssen.


    Prüfer:

    Prof. Becker


    Allgemeines:

    Die Fragen haben sich im Vergleich zu den alten Protokollen aus dem Forum (WiSe 12/13) fast nicht geändert. Man sollte alle Kapitel lernen. Bei den Kapiteln zu den Versagenskriterien sollte die Versagensfläche, die Versagensbedingung und die grundlegende Idee reichen. Formeln muss man nicht bis ins letzte Detail können. Z.B. muss man bei der Abhängigkeit der Spannungen vom K-Faktor nicht die Funktionen für den Winkel können. Diagramme wie z.B. die Singularitätsordnung über dem Kerbwinkel bei Kerben sind immer hilfreich.


    Konkrete Fragen:

    • Was bedeutet theoretische Festigkeit, wie kann diese näherungsweise berechnet werden (E/pi) und wie groß ist sie im Vergleich mit der tatsächlichen Festigkeit (Werte z.B. von Stahl 70.000 vs. 1000 sind hilfreich)? Woher kommt dieser Unterschied (kein defektfreies Gitter, Mikrorisse…)?
    • Klassische Versagenskriterien nennen.
    • Für Drucker Prager (bei meinem Kommilitonen Mohr-Coulomb) Aussehen der Versagensfläche und Versagensbedingung aufschreiben.
    • Wie sieht Spannungskonzentration für Loch in unendlicher Scheibe aus (Konzentrationsfaktor 3)? Was passiert bei endlicher Geometrie (weitere Spannungserhöhung)?
    • Was ist der Lochgrößeneffekt (am besten Diagramm mit R_eff/R_0 über Lochradius zeichnen)?
    • Welche Modelle für den Lochgrößeneffekt gibt es (WEK, WN, Kar)? Was ist jeweils die grundlegende Idee (K-Konzept, Punktspannung oder Durchschnittspannung, Punktspannung)?
    • Singularitätsordnung an der Kerbe über dem Winkel (Diagramm zeichnen)? Was bedeuten die beiden Moden anschaulich (Zug und Schubbeanspruchung)? Was hat Singularitätsordnung mit Spannungen zu tun (Verhalten der Spannungen für r->0)?
    • K-Konzept am Beispiel des Seitenrisses (wir kamen von der Kerbe dahin, bin mir nicht ganz sicher ob er wirklich den K-Faktor genau für den Fall wissen wollte, wir haben es aber beide gewusst). K-Konzept allgemein: Wie hängen Spannungen in Rissspitzenfeld von K1 ab? Wie lautet das Bruchkriterium (K1 = K1c)? Annahme des K-Konzepts? (Beanspruchung durch K charakterisiert).
    • Wie wird Energiefreisetzungsrate berechnet (-dPi/da)? Wie lautet zugehöriges Bruchkriterium (Griffithsches Bruchkriterium G=Gc)? Wie lautet das Irwinsche Rissschließintegral?
    • Dugdale Modell: Grundlegende Modellannahme? Wie kommt man auf Länge der plastischen Zone (Gleichheit der beiden K-Faktoren am Ende der plastischen Zone)?
    • Hybride Versagenskriterien: Wie heißt das behandelte Kriterium (Kriterium von Leguillon) und wie sieht es aus? (F=1 und Gquer = Gc)? Was ist Gquer (inkrementelle Energiefreisetzungsrate) und wie ist sie definiert (Integral über G(s))? Wie können mit diesem Kriterium Kerben behandelt werden (eine FEA um überbeanspruchten Bereich zu bestimmen, Fächer an möglichen Rissen von Rissspitze bis zum Rand des überbeanspruchten Bereiches definieren, für jeden dieser Risse eine FEA mit Riss durchführen und energetisches Kriterium auswerten)?

    Ich hoffe das hilft beim Lernen. Keine Gewähr für Richtigkeit und Vollständigkeit.


    Beste Grüße

    Aaron

  • Aaron44

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