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Ingenieurwissenschaften Festigkeitslehre – Torsion

14 KartenIngenieurwissenschaftenatrio23.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was versteht man unter Torsion in der Festigkeitslehre? · Welche Annahme…

Karten

14 Karten
STANDARD

Was versteht man unter Torsion in der Festigkeitslehre?

Rückseite

Torsion ist die Verdrehung eines Stabes um seine Längsachse durch ein aufgebrachtes Drehmoment, wobei Querschnitte gegeneinander verdreht werden.

STANDARD

Welche Annahmen liegen der klassischen Torsionsformel für Kreisquerschnitte zugrunde?

Rückseite

Linearelastisches Materialverhalten, ebene Querschnitte bleiben eben, keine Längsdehnung, homogener isotroper Werkstoff, kleiner Verdrehwinkel.

STANDARD

Wie lautet die Torsionsformel für die Schubspannung τ in einem Kreisquerschnitt?

Rückseite

τ = Mₜ · r / Iₚ, wobei Mₜ das Torsionsmoment, r der Radius und Iₚ das Polflächenträgheitsmoment ist.

STANDARD

Wie berechnet man das Polflächenträgheitsmoment Iₚ für einen massiven Kreisquerschnitt?

Rückseite

Iₚ = π · d⁴ / 32 für den Durchmesser d, beziehungsweise Iₚ = π · r⁴ / 2 für den Radius r.

STANDARD

Wie bestimmt man das Polflächenträgheitsmoment Iₚ für einen Hohlkreisquerschnitt?

Rückseite

Iₚ = π · (dₐ⁴ - dᵢ⁴) / 32 mit dₐ als Außendurchmesser und dᵢ als Innendurchmesser.

STANDARD

Wie berechnet man den Verdrehwinkel φ pro Einheitslänge bei Torsion?

Rückseite

φ = Mₜ / (G · Iₚ) mit G als Schubmodul, Mₜ als Torsionsmoment und Iₚ als Polflächenträgheitsmoment.

STANDARD

Was beschreibt die Torsionssteifigkeit eines Stabes?

Rückseite

Die Torsionssteifigkeit cₜ = G · Iₚ / L gibt das notwendige Drehmoment für einen Verdrehwinkel von 1 rad über die Länge L an.

STANDARD

Wie berechnet man die übertragene Leistung P einer Welle bei gegebener Drehzahl n und Drehmoment Mₜ?

Rückseite

P = 2π · n · Mₜ / 60 mit n in min⁻¹, Mₜ in Nm und P in Watt.

STANDARD

Wie werden Spannungen bei kombinierter Biegung und Torsion überlagert?

Rückseite

Nach dem Superpositionsprinzip werden Normalspannungen aus Biegung und Schubspannungen aus Torsion getrennt berechnet und anschließend mit einem Versagenshypothesen (z. B. von Mises) zusammengeführt.

STANDARD

Was besagt das Prinzip von Saint-Venant im Kontext der Torsion?

Rückseite

Die Spannungsverteilung nähert sich der theoretischen Lösung an, sobald der Abstand zur Belastungsstelle größer als die größte Querschnittsabmessung ist.

STANDARD

Warum dürfen nicht-kreisförmige Querschnitte nicht mit der klassischen Torsionsformel berechnet werden?

Rückseite

Bei Nicht-Kreisquerschnitten kommt es zu Verwindung (Warping), Querschnitte bleiben nicht eben, weshalb die lineare Spannungsverteilung nicht gilt.

STANDARD

Wie berechnet man die Torsionsspannung in dünnwandigen geschlossenen Profilen (Bredt-Formel)?

Rückseite

τ = Mₜ / (2 · Aₘ · t) mit Aₘ als vom Mittellinienumschlag umschlossene Fläche und t als Wanddicke.

STANDARD

Was charakterisiert die Torsion von dünnwandigen offenen Profilen?

Rückseite

Die Torsionssteifigkeit ist sehr gering, die Spannung verteilt sich annähernd linear über die Wanddicke, Verwindung ist stark ausgeprägt.

STANDARD

Wie wendet man die von-Mises-Vergleichsspannung bei reiner Torsion an?

Rückseite

σᵥ = √3 · τ, da bei reiner Torsion nur Schubspannungen auftreten und die Vergleichsspannung dem √3-fachen der Schubspannung entspricht.

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