Musterklausur Leichtbau-2

spezifisch
absolut
Klausur Leichtbau-2, Prof. Dr.-Ing. U. Jung
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Musterklausur Leichtbau-2
Name, Vorname
Matrikel-Nr.
Hilfsmittel: Formelsammlung (2xA4 handgeschrieben),
Biegelinientafel, Formelblatt Torsion, Taschenrechner
Aufgabe 1 (20 Punkte):
Wie lautet die Formel für die Reißlänge und was beschreibt sie anschaulich?
Formel: Reißlänge =
Beschreibung:
Vergleichen Sie die Leichtbauwerkstoffe Stahl, Aluminium und CFK (Kohlefaserverstärkte
Kunststoffe) miteinander, indem Sie absolute und spezifische (bezogene)
Kennwerte für Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit angeben (ggf. Wertebereiche).
Stahl
Festigkeit Steifigkeit Zähigkeit
Aluminium
CFK
Stahl (r = )
Aluminium (r = )
CFK (r = )
Wählen Sie die Form „Formelzeichen = Wert x Einheit“, z.B. R m,Mg = 150-300 MPa.

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Aufgabe 2 (22 Punkte):
Bestimmen Sie die Leichtbau-Kennzahl LBK T [in Nm/N] für das gezeigte geschlossene
Kastenprofil und für das offene U-Profil aus S355 unter Torsionslast.
(a=h=100, b=50, L=2000).
s=5
s=6
t=8

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Aufgabe 3 (10 Punkte):
Welche Prinzipien/Regeln des konstruktiven Leichtbaus sind am gezeigten Rennrad mit
CFK-Rahmen gut sichtbar umgesetzt? Markieren Sie und erläutern Sie stichwortartig.

3a
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Aufgabe 4 (8 Punkte):
Skizzieren Sie qualitativ den Mohrschen Spannungskreis für den Punkt P einer Fahrrad-
Tretkurbel. Geben Sie die Formeln für die dort wirkenden Spannungskomponenten an.
(Kraft F greift um Maß e seitlich versetzt an ; Punkt P sitzt oben auf der Tretkurbel;
Spannungsformzahlen a kb , a kt und Widerstandsmomente W B und W T sind gegeben)
P
F
Aufgabe X (35 Punkte):
Berechnen und skizzieren Sie die Schubspannungs-Verteilung im gezeigten, dünnwandigen
Querschnitt, wenn eine vertikale Querkraft Q z im Schubmittelpunkt wirkt.
Bestimmen Sie anschließend die Lage des Schubmittelpunktes.
a
y
Schwerpunkt
z