Oefenen voor het FE Mechanical-examen: oefenopgaven en tentamenvragen

Oefenopgaven voor het Fundamentals of Engineering (FE) Mechanical-examen: statica, sterkteleer, dynamica en trillingen, thermodynamica en kringprocessen, stromingsleer, warmteoverdracht en machineontwerp.

Oefen dit vak gratisDit vak oefenenMaak een proeftentamenElke dag 5 gratis opgaven. Geen creditcard nodig.

Samenvattingspakket (pdf)Formuleoverzichten, methodestappen en oefenopgaven met volledige oplossingen, klaar om af te drukken.

Dit is onafhankelijk oefenmateriaal. ExamProblems is niet verbonden aan of goedgekeurd door de organisatie die dit examen afneemt, en de naam van het examen wordt alleen gebruikt om de inhoud te beschrijven.

Onderwerpen in dit vak

  1. Oplegreacties van balken1 puntlast · 2 puntlasten · puntlast + verdeelde belastingrekenopgaven
  2. Axiale spanning en reknormaalspanning · rek en verlenging · getrapte staafrekenopgaven
  3. Torsie van assenschuifspanning · wringhoek · vermogensoverdrachtrekenopgaven
  4. Dwarskracht en buigend momentpuntlast · verdeelde belasting over de hele overspanning · puntlast + verdeelde belastingrekenopgaven
  5. Cirkel van Mohr en spanningstransformatiehoofdspanningen · maximale schuifspanning en hoofdrichting · spanning op een schuin vlakrekenopgaven
  6. Doorbuiging van de balkuitkraging, eindlast · gelijkmatige belasting · superpositie en ontwerprekenopgaven
  7. Knik van kolommenscharnierende uiteinden · andere randvoorwaarden · ontwerp en kritieke spanningrekenopgaven
  8. Kogelbaanhorizontale worp · worp vanaf de grond · worp vanaf een hoogterekenopgaven
  9. Arbeid en energievrije val · helling met wrijving · helling, wrijving en veerrekenopgaven
  10. Mechanische trillingeneigenfrequentie · dempingsverhouding · veren in serie en parallelrekenopgaven
  11. Warmtemotoren en koelmachineseerste hoofdwet van een cyclus · Carnotgrens · koelkasten en warmtepompenrekenopgaven
  12. GaskringprocessenOtto-kringproces · Diesel-kringproces · Brayton-kringprocesrekenopgaven
  13. Continuïteit en Bernoullicontinuïteit · horizontale vernauwing · stijgende leidingrekenopgaven
  14. Leidingwrijving en drukhoogteverliesGetal van Reynolds · drukhoogteverlies volgens Darcy–Weisbach · plaatselijke verliezen en totale opvoerhoogterekenopgaven
  15. Pompen en pompvermogenhydraulisch vermogen · pomprendement · systeemopvoerhoogte en vermogenrekenopgaven
  16. Warmtegeleidingenkele wand · samengestelde wand · wand met convectierekenopgaven
  17. Tandwielen en tandwieloverbrengingentoerentalverhouding · koppel en vermogen · meertraps tandwieloverbrengingrekenopgaven
  18. Laplacetransformatiestabelparen en waardestellingen · inverse transformatie met partieelbreuken · Differentiaalvergelijkingen en overdrachtsfunctiesrekenopgaven
  19. Blokschema’sserie, parallel en terugkoppeling · gesloten-lusoverdrachtsfuncties en fouten · verstoringen, stabiliteit en polenrekenopgaven
  20. Stapresponsieeerste-ordesystemen · tweede-ordeparameters · fysische systemen en ontwerprekenopgaven
  21. Stationaire fout en PID-regelingsysteemtype en foutconstanten · stationaire fouten en versterking · P-, PI- en PD-ontwerprekenopgaven

Tentamentips voor Oefenen voor het FE Mechanical-examen

  • Controleer eerst de eenheden: de meeste foute antwoorden op het FE zijn eenheidsfouten.
  • Gebruik voor de doorbuiging van balken de standaardgevallen uit het naslagwerk in plaats van te integreren.
  • Reken in de thermodynamica temperaturen altijd om naar kelvin.

Uitgewerkte voorbeelden

Oplegreacties van balkenMakkelijk
P = 55 kNABRA​RB​ = ?2 m2 m

De vrij opgelegde balk heeft een scharnier in A en een rol in B. Vind de verticale oplegreactie RB.

L = 4 mP = 55 kN op 2 m

Gevraagd: RB (kN)

Hints tonen
  1. Gebruik statisch evenwicht: ΣFy = 0 en ΣM = 0. Twee onbekenden, twee vergelijkingen.
  2. Neem momenten om A. RA gaat door A, dus valt weg en je krijgt RB direct.
  3. De totale neerwaartse belasting is 55 kN, dus RA + RB = 55 kN.
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Statisch evenwicht: een lichaam in rust heeft ΣFx = 0, ΣFy = 0 en ΣM = 0 om elk punt. Momenten nemen om één oplegging haalt de reactie van die oplegging uit de vergelijking.

P = 55 kNABRA​RB​2 m2 m

Vrijlichaamsschema

Vervang de opleggingen door reactiekrachten. Een rol geeft één verticale reactie; met alleen verticale belastingen geeft het scharnier ook één verticale reactie.

Evenwicht

Momenten om A, tegen de klok in positief. Daarna het verticale krachtenevenwicht.

ΣMA = 0: RB·4 = 55·2
RB = 110/4 = 27,5 kN
ΣFy = 0: RA = 55 − 27,5 = 27,5 kN

Antwoord

RB = 27,5 kN
Axiale spanning en rekGemiddeld
Ø 20 mmMessing2,5 mP = 10 kN

Vind de axiale rek ε in de staaf van messing, in microrek (µε = 10⁻⁶).

P = 10 kNd = 20 mmL = 2,5 mE = 100 GPa

Gevraagd: ε (µε)

Hints tonen
  1. Koppel drie relaties: σ = P/A, ε = σ/E, δ = ε·L.
  2. Reken E om naar MPa (GPa × 1000) zodat die past bij de spanning in MPa, en L naar mm.
  3. σ = 31,83 MPa.
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Wet van Hooke: in het elastische gebied geldt σ = E·ε. Samen met σ = P/A en ε = δ/L geeft dat δ = PL/(AE).

Spanning

A = π·20²/4 = 314,2 mm²
σ = P/A = 10·1000/314,2 = 31,83 MPa

Rek (wet van Hooke)

E for messing = 100 GPa = 100000 MPa.

ε = σ/E = 31,83/100000 = 0,0003183 = 318,3 µε

Antwoord

ε = 318,3 µε

Zo werkt het oefenen

  • “Dit vak oefenen” mengt opgaven uit al zijn onderwerpen, net als een echt tentamen.
  • Elke opgave heeft nieuwe waarden, zodat je de methode leert in plaats van een antwoord.
  • Kom je vast te zitten? Open eerst een kleine hint en de volledige uitleg pas als je die nodig hebt.
  • Proeftentamens zijn getimed en hebben geen hints, en aan het eind krijg je je score en een volledige bespreking.

Calculators voor dit vak

Inverse Laplacetransformatie berekenen (breuksplitsen)Laplacetransformatie berekenenCalculator voor oplegreacties van een balkCalculator voor de doorbuiging van een balkRekenmachine voor dwarskracht- en momentenlijnenCalculator voor torsie van een asCalculator voor normaalspanning en rekCalculator voor Euler-knikCalculator voor de cirkel van MohrCalculator voor overbrengingsverhoudingCalculator voor de kogelbaanCalculator voor de vergelijking van BernoulliCalculator voor warmtegeleidingCalculator voor Carnotrendement en COPCalculator voor drukverlies in leidingen (Darcy–Weisbach)Calculator voor pompvermogenCalculator voor eigenfrequentie en dempingCalculator voor het rendement van Otto- en Brayton-kringprocessenBuigspanning berekenen (σ = My/I)Getal van Reynolds berekenenThermische uitzetting berekenenRiemlengte berekenen (open en gekruiste riem)Calculator voor kinetische energie (en potentiële energie, arbeid en vermogen)

Gerelateerde vakken

SterkteleerMachineontwerpOefenen voor het FE Civil-examenDynamicaNatuurkunde voor ingenieursConstructieleerRegeltechniek 1Oefenen voor het FE Electrical and Computer-examen
Oefen dit vak gratisDit vak oefenenMaak een proeftentamenElke dag 5 gratis opgaven. Geen creditcard nodig.