Klebverbindungen-Lösungen: Unterschied zwischen den Versionen
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| + | <p> Bei einem Zugversuch an einem Prüfstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast F<sub>m</sub>=5200N.<br /> | ||
| + | Wie groß ist die Bindefestigkeit τ<sub>KB</sub> des verwendeten Reaktionsklebstoffes ? </p></td> | ||
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| + | Gefragt ist nach der Bindefestigkeit, welche das Verhältnis der Bruchlast zur Klebfugenfläche bei zügiger Belastung ist. | ||
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| + | geg: b=20mm, l<sub>ü</sub>=10mm, F<sub>m</sub>=5200N | ||
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| + | Antwort: Die Bindefestigkeit beträgt 26 N/mm<sup>2</sup> | ||
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| + | Hinweis: Alternativ kann man über die Fläche A<sub>Kl</sub> die Bindefestigkeit berechnen. | ||
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| + | <p>Bei einem Schälversuch an dem Prüfkörper war zum Einreißen der Klebverbindung eine Kraft F<sub>1</sub>=450N und zum fortlaufenden Schälen die Kraft F<sub>2</sub>=180N erforderlich.</p> | ||
| + | <p>Zu ermitteln sind:</p> | ||
| + | <p> a: die absolute Schälfestigkeit σ_abs</p> | ||
| + | <p>b: die relative Schälfestigkeit σ_rel</p></td> | ||
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| + | Gefragt ist nach der Schälfestigkeit. Der Widerstand in N je mm Klebfugenbreite gegen Schälbeanspruchung.<br /> | ||
| + | RM 5.1.3-1 Stichwort Schälfestigkeit / absolute -> anreißen, relative -> fortlaufendes Schälen | ||
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| + | Antwort: Die absolute Schälfestigkeit beträgt 15 N/mm und die relative 6 N/mm. | ||
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| + | <td width="56%" valign="top"><p>'''Berechnungsaufgabe 3:'''</p> | ||
| + | <p>Das Ende eines Wasserrohres aus Polyvinylchlorid (PVC)</p> | ||
| + | <p>mit Aussendurchmesser da=63mm und einer Wandstärke</p> | ||
| + | <p>von t=3mm wird mit einer Kappe verschlossen, welche</p> | ||
| + | <p>aufgeklebt werden soll.</p> | ||
| + | <p>Es ist zu ermitteln ob die Klebverbindung bei einem</p> | ||
| + | <p>maximalen Wasserdruck von p=4 bar sicher hält, wenn die</p> | ||
| + | <p>Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge</p> | ||
| + | <p>τ_KB= 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5. </p></td> | ||
| + | <td width="44%"><div align="center">[[Bild:Kleb-aufg3a.jpg]]</div></td> | ||
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| + | '''Hinweis:''' | ||
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| + | Nachweisen S<sub>vorh</sub> ≥ S<sub>üblich</sub> ≈ 1,5 … 2,5<br /> | ||
| + | Sicherheitshalber wird mit dem Außendurchmesser des Rohres gerechnet, bei Ermittlung der auf den Deckel wirkenden Betriebskraft. | ||
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| + | '''<u>Lösung:</u>''' | ||
| + | <br /> | ||
| + | geg: d<sub>a</sub>=63mm, τ_<sub>KB</sub>= 8 N/mm2, p=4 bar, l<sub>ü</sub>=20mm, t=3mm, S<sub>1</sub>=2,5<br /> | ||
| + | ges: Vorhandene Sicherheit S<sub>2</sub> | ||
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| + | '''Rechnung:''' | ||
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| + | ''Berechnung der maximalen Kräfte am Deckel:'' | ||
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| + | [[Bild:kl4.jpg]] (Europa S. 42) | ||
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| + | A<sub>D</sub> (Fläche des Deckels) ist eine Unbekannte daher erst diesen Wert berechnen. (Europa S. 27) | ||
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| + | [[Bild:kl5.jpg]] | ||
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| + | Nun kann man die maximal Kraft berechnen: | ||
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| + | [[Bild:kl4.jpg]] ( 1 bar = 10 N/cm<sup>2</sup> = 0,1 N/mm<sup>2</sup>) | ||
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| + | [[Bild:kl8.jpg]] | ||
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| + | [[Bild:kl9.jpg]] | ||
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| + | [[Bild:kl10.jpg]] | ||
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| + | Der Deckel wird mit 1,25 kN maximal belastet. | ||
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| + | ''Kraftaufnahmefähigkeit der Klebverbindung berechnen:'' | ||
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| + | [[Bild:kl11.jpg]] (RM FS 4-1) | ||
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| + | Hier haben wir wieder eine unbekannte dier zuerst berechnet werden muss: A<sub>Kl</sub> | ||
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| + | Jetzt kann man die Kraftaufnahmefähigkeit berechnen: | ||
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| + | [[Bild:kl14.jpg]] | ||
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| + | Die Klebverbindung kann eine Kraft von 31,6 kN aufnehmen. | ||
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| + | Wir wissen ja das A<sub>Kl</sub> * t<sub>Kb</sub> = F<sub>m</sub>(RM FS 4-1) somit ersetzen wir es in der Formel durch F<sub>m</sub>. | ||
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| + | [[Bild:kl17.jpg]] | ||
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| + | Antwort: Die Verbindung ist ausreichenden dimensioniert, da die vorhandene Sicherheit 25 beträgt und damit deutlich über der geforderten Sicherheit von ca. 2 liegt. | ||
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| + | [[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]] | ||
Aktuelle Version vom 10. Januar 2015, 12:02 Uhr
Lösung-Aufgabe1
Aufgabe:
Berechnungsaufgabe 1: Bei einem Zugversuch an einem Prüfstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast Fm=5200N. |
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Hinweis:
Gefragt ist nach der Bindefestigkeit, welche das Verhältnis der Bruchlast zur Klebfugenfläche bei zügiger Belastung ist.
siehe auch RM 5.1.3.1
Lösung:
geg: b=20mm, lü=10mm, Fm=5200N
ges: τKB, (ggf. AKl)
Rechnung:
(RM FS 4-1)
Antwort: Die Bindefestigkeit beträgt 26 N/mm2
Hinweis: Alternativ kann man über die Fläche AKl die Bindefestigkeit berechnen.
AKl=lü*b
AKl= 200mm2
Lösung-Aufgabe2
Aufgabe:
Berechnungsaufgabe 2: Bei einem Schälversuch an dem Prüfkörper war zum Einreißen der Klebverbindung eine Kraft F1=450N und zum fortlaufenden Schälen die Kraft F2=180N erforderlich. Zu ermitteln sind: a: die absolute Schälfestigkeit σ_abs b: die relative Schälfestigkeit σ_rel |
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Hinweis:
Gefragt ist nach der Schälfestigkeit. Der Widerstand in N je mm Klebfugenbreite gegen Schälbeanspruchung.
RM 5.1.3-1 Stichwort Schälfestigkeit / absolute -> anreißen, relative -> fortlaufendes Schälen
Lösung:
geg: F1 = 450N , F2 = 180N
ges: a) σ_abs b) σ_rel
Rechnung:
a)
(RM FS 4-3) F ist in diesem Fall F1
b)
(RM FS 4-3) F ist in diesem Fall F2
Antwort: Die absolute Schälfestigkeit beträgt 15 N/mm und die relative 6 N/mm.
Lösung-Aufgabe3
Aufgabe:
Berechnungsaufgabe 3: Das Ende eines Wasserrohres aus Polyvinylchlorid (PVC) mit Aussendurchmesser da=63mm und einer Wandstärke von t=3mm wird mit einer Kappe verschlossen, welche aufgeklebt werden soll. Es ist zu ermitteln ob die Klebverbindung bei einem maximalen Wasserdruck von p=4 bar sicher hält, wenn die Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge τ_KB= 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5. |
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Hinweis:
Nachweisen Svorh ≥ Süblich ≈ 1,5 … 2,5
Sicherheitshalber wird mit dem Außendurchmesser des Rohres gerechnet, bei Ermittlung der auf den Deckel wirkenden Betriebskraft.
Lösung:
geg: da=63mm, τ_KB= 8 N/mm2, p=4 bar, lü=20mm, t=3mm, S1=2,5
ges: Vorhandene Sicherheit S2
Rechnung:
Berechnung der maximalen Kräfte am Deckel:
(Europa S. 42)
AD (Fläche des Deckels) ist eine Unbekannte daher erst diesen Wert berechnen. (Europa S. 27)
Nun kann man die maximal Kraft berechnen:
( 1 bar = 10 N/cm2 = 0,1 N/mm2)
Der Deckel wird mit 1,25 kN maximal belastet.
Kraftaufnahmefähigkeit der Klebverbindung berechnen:
(RM FS 4-1)
Hier haben wir wieder eine unbekannte dier zuerst berechnet werden muss: AKl
(Europa S. 29)
Jetzt kann man die Kraftaufnahmefähigkeit berechnen:
Die Klebverbindung kann eine Kraft von 31,6 kN aufnehmen.
Nun die Berechnung der vorhandenen Sicherheit:
(RM FS 4-5)
Wir wissen ja das AKl * tKb = Fm(RM FS 4-1) somit ersetzen wir es in der Formel durch Fm.
Antwort: Die Verbindung ist ausreichenden dimensioniert, da die vorhandene Sicherheit 25 beträgt und damit deutlich über der geforderten Sicherheit von ca. 2 liegt.
--Jens 19:56, 11. Okt. 2008 (CEST)
