By Volker Läpple

Die sichere Auslegung von Bauteilen und Anlagen gehört zu den Grundfertigkeiten eines Ingenieurs. Fehlerhaft dimensionierte Bauteile können zu schweren Schäden und hohen Kosten führen, zum Beispiel beim Bersten eines Druckbehälters oder dem Einsturz einer Stahlkonstruktion.
Dieses Lösungsbuch enthält zu allen Aufgaben des Lehr- und Übungsbuchs ausführliche Lösungen und wo sinnvoll, auch substitute Lösungsvorschläge. So kann der Studierende sein erlerntes Wissen überprüfen, anhand praxisorientierter Aufgaben anwenden und vertiefen. Er lernt Problemstellungen zu analysieren, wesentliche Zusammenhänge zu erfassen, ein mathematisch-physikalisches Modell zu formulieren und eine geeignete Lösungsstrategie zu entwickeln. Auch für eine eigenständige Klausurvorbereitung eignen sich beide Bücher. Der Ingenieur in der Praxis findet ebenfalls wertvolle Hinweise für die Entwicklung von Lösungsstrategien zur Durchführung von Festigkeitsnachweisen.

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Unter der Wirkung der zu übertragenden Torsionsmomente werden die beiden Wellen elastisch verdreht. l1 = 100 mm l2 = 200 mm d1 = 25 mm d2 = 35 mm D1 = 50 mm D2 = 100 mm a) Ermitteln Sie allgemein den Zusammenhang zwischen dem Antriebsmoment Mt1 und dem Abtriebsmoment Mt2. b) Berechnen Sie das zulässige Abtriebsmoment Mt2, falls der Verdrehwinkel der Seilrolle MS = 3° gegenüber dem unbelasteten Zustand nicht überschreiten darf. Die Zahnräder sowie die Seilrolle sind als starre Scheiben zu betrachten.

Werkstoff S235JR CuAl10Fe3Mn2 EN AW-Al Cu4Mg1-T6 Re bzw. Rp0,2 Rm E N/mm2 N/mm2 N/mm2 μ 240 330 350 450 590 560 210000 108000 68000 0,30 0,34 0,33 d1 = 30 mm d2 = 28 mm d3 = 26 mm l1 = 50 mm l2 = 80 mm l3 = 120 mm Ermitteln Sie das zulässige Torsionsmoment Mt zul sowie den zulässigen Verdrehwinkel Mzul des Torsionsstabes, so dass Fließen mit einer Sicherheit von SF = 1,5 ausgeschlossen werden kann. Kerbwirkung an der Einspannstelle sowie an den Stellen der Querschnittsveränderung ist zu vernachlässigen.

Berechnung des von der Plattierung aufzunehmenden Anteils des Zugkraft F3 F3 PL Rp0,2 ˜ a  2s 2  a 2 Rp0,2 ˜ APL 240 N/mm 2 ˜ 50 2  36 2 mm 2 288 960 N Berechnung des vom Vierkantprofilstab aufzunehmenden Anteils des Zugkraft F3 F3 VK F3  F3 PL 800 000 N - 288 960 N 511 040 N Berechnung der Spannung im Vierkantprofilstab V VK F3 VK 511 040 N AVK 36 mm 2 394,32 N/mm 2 d) Aufgrund der formschlüssigen Verbindung muss die Dehnung der Plattierung der Dehnung des Vierkantprofilstabes entsprechen.

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