Technische Mechanik: mit 20 Tabellen
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| Format: | Book |
| Language: | German |
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Leipzig [u.a.]
Dt. Verl. für Grundstoffindustrie
1994
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| Edition: | 1. Aufl. |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 400 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3342005033 |
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TECHNISCHE
MECHANIK
VON
PROF.
DR.-ING. HABIL. K.-F. FISCHER
UND
PROF.
DR.-ING. HABIL.
W.
GUENTHER
MIT
445
ABBILDUNGEN
UND 20
TABELLEN
DEUTSCHER VERLAG
FUER
GRUNDSTOFFINDUSTRIE
LEIPZIG
YY STUTTGART
INHALTSVERZEICHNIS
0 EINFUEHRUNG 15
1 STATIK 18
1.1 GRUNDBEGRIFFE
18
1.1.1 STARRER KOERPER 18
1.1.2
GLEICHGEWICHT 18
1.1.3 KRAFT - KRAFTSYSTEME 18
1.1.4 SCHNITTPRINZIP - FREISCHNEIDEN 20
1.2 EBENES, ZENTRALES KRAFTSYSTEM
21
1.2.1 ZERLEGEN UND ZUSAMMENSETZEN VON KRAEFTEN 21
1.2.1.1
ANALYTISCH 21
1.2.1.2
GRAFISCH (KRAFTECKVERFAHREN) 23
1.2.2 GLEICHGEWICHT 23
1.2.3 DEMONSTRATIONSBEISPIEL (WANDKRAN) 24
1.2.4 HINWEISE UND TIPS 25
1.3 EBENES, ALLGEMEINES KRAFTSYSTEM
26
1.3.1 KRAEFTEPAAR UND MOMENT 26
1.3.1.1
KRAEFTEPAAR 26
1.3.1.2
MOMENT EINER KRAFT IN BEZUG AUF EINE ACHSE 27
1.3.1.3
VERSETZUNGS-/VERSCHIEBUNGSMOMENT 29
1.3.2 ERMITTLUNG DER RESULTIERENDEN 31
1.3.2.1
ANALYTISCH 31
1.3.2.2
GRAFISCH (ZUR INFORMATION) 32
1.3.3 GLEICHGEWICHT 34
1.3.4 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 34
1.3.5 HINWEISE UND TIPS 36
1.4 SCHWERPUNKTSBERECHNUNG
37
1.4.1 DEFINITION, KOERPER-UND VOLUMENSCHWERPUNKT 37
1.4.2 FLAECHENSCHWERPUNKT 38
1.4.3 LINIENSCHWERPUNKT 38
1.4.4 FLAECHENSCHWERPUNKT ZUSAMMENGESETZTER FLAECHEN
DEMONSTRATIONSBEISPIEL 39
1.4.5
NUMERISCHE ERMITTLUNG DER LAGE DES FLAECHENSCHWERPUNKTES 40
1.4.6 HINWEISE UND TIPS 42
7
1.5 EBENE TRAGWERKE
43
1.5.1 MODELLE - GRUNDFORMEN DES STARREN KOERPERS 43
1.5.2 MODELLE VON LAGER- UND VERBINDUNGSARTEN 44
1.5.3 MODELLE DER BELASTUNG 45
1.5.4 AUFLAGERREAKTIONEN EINFACHER TRAGWERKE 47
1.5.5 ZUSAMMENGESETZTE TRAGWERKE 48
1.5.5.1
TRAGWERKSARTEN (AUSWAHL) 48
1.5.5.2
STATISCHE BESTIMMTHEIT 50
1.5.5.3
AUFLAGER-UND VERBINDUNGSREAKTIONEN ZUSAMMENGESETZTER TRAGWERKE . 51
1.5.6
HINWEISE UND TIPS 52
1.6 SCHNITTREAKTIONEN
54
1.6.1 GRUNDBEGRIFFE 54
1.6.2 ERMITTLUNG VON SCHNITTREAKTIONEN IN TRAGWERKEN 56
1.6.3 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN QUERKRAFT UND SCHNITTMOMENT 59
1.6.4 SCHNITTREAKTIONEN IM KREISBOGENTRAEGER - DEMONSTRATIONSBEISPIEL 60
1.6.5
NUMERISCHES VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG DER SCHNITTREAKTIONEN 62
1.6.6 HINWEISE UND TIPS 65
1
.7
HAFTUNG UND REIBUNG (REIBUNGSLEHRE)
67
1.7.1 EINFUEHRUNG 67
1.7.2 LOESUNG VON REIBUNGSAUFGABEN BEI HAFT- UND GLEITREIBUNG 70
1.7.3 REIBUNG IN FUEHRUNGEN UND GEWINDEN 74
1.7.4 SEILREIBUNG 77
1.7.5 ROLLREIBUNG 79
1.7.6 HINWEISE UND TIPS 80
1.8 EBENE FACHWERKE
81
1.8.1 BEGRIFF UND STATISCHE BESTIMMTHEIT 81
1.8.2 ERMITTTLUNG DER STABKRAEFTE 81
1.8.3 SEIL UNTER EIGENGEWICHT 84
1.8.4 AUSBLICK UND HINWEISE 88
1.9 RAEUMLICHES KRAFTSYSTEM - RAUMSTATIK
89
1.9.1 KRAFT, MOMENT, GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN 89
1.9.2 AUFLAGERREAKTIONEN EINFACHER TRAGWERKE 90
1.9.3 ERMITTLUNG VON SCHNITTREAKTIONEN 94
1.9.4 HINWEISE UND TIPS 99
1.10 ZUSAMMENFASSUNG
100
8
2 FESTIGKEITSLEHRE 102
2.0 MATHEMATISCHER VORSPANN - FLAECHENMOMENTE N-TER ORDNUNG 102
2.0.1 DEFINITION 102
2.0.2 BERECHNUNG VON FLAECHENTRAEGHEITSMOMENTEN EINZELNER FLAECHEN 103
2.0.3 TRANSFORMATION VON FTM ZWISCHEN PARALLELEN KOORDINATENSYSTEMEN
. 106
2.0.4 ERMITTLUNG VON FTM ZUSAMMENGESETZTER FLAECHEN 107
2.0.5 FTM BEI DREHUNG DES KOORDINATENSYSTEMS 109
2.0.6 HAUPTTRAEGHEITSACHSEN UND HAUPTTRAEGHEITSMOMENTE 111
2.0.7 NUMERISCHE ERMITTLUNG DER FLAECHENTRAEGHEITSMOMENTE 112
2.0.8 HINWEISE UND TIPS 113
2.1 GRUNDLAGEN DER FESTIGKEITSLEHRE 115
2.1.1 EINFUEHRUNG 115
2.1.2 BEANSPRUCHUNGSARTEN UND LASTFAELLE 115
2.1.3 SPANNUNGSBEGRIFF - SPANNUNGSZUSTAND 117
2.1.3.1 VORBETRACHTUNG 117
2.1.3.2 DEFINITION DER SPANNUNG 118
2.1.3.3 EINACHSIGER SPANNUNGSZUSTAND 119
2.1.3.4 SPANNUNGSZUSTAND REINER SCHUB 122
2.1.3.5 UEBERLAGERUNG DER SPANNUNGSZUSTAENDE 123
2.1.4 FORMAENDERUNGEN - VERZERRUNGSZUSTAND 124
2.1.4.1 VORBETRACHTUNG 124
2.1.4.2 VERSCHIEBUNGEN UND VERZERRUNGEN 125
2.1.4.3 EBENER VERZERRUNGSZUSTAND 126
2.1.5 WERKSTOFFVERHALTEN - STOFFGESETZ 128
2.1.5.1 ZUGVERSUCH - HOOKESCHES GESETZ 129
2.1.5.2 THERMISCHE DEHNUNG - TEMPERATURSPANNUNGEN 132
2.1.5.3 AUSBLICK 134
2.1.6 FORMAENDERUNGSARBEIT 135
2.1.7 GRUNDAUFGABEN DER FESTIGKEITSLEHRE 136
2.2 ZUG - DRUCK - BEANSPRUCHUNG 138
2.2.1 ZUG-DRUCK-SPANNUNG 138
2.2.2 FORMAENDERUNG 139
2.2.2.1 FORMAENDERUNGSBERECHNUNG 139
2.2.2.2 BERECHNUNG STATISCH UNBESTIMMTER TRAGWERKE 141
2.2.3 FLAECHENPRESSUNG UND LOCHLEIBUNG 143
2.2.4 FORMAENDERUNGSENERGIE 143
2.2.5 HINWEISE UND TIPS 144
2.3 ABSCHERBEANSPRUCHUNG 145
2.3.1 BEISPIELE 145
2.3.2 ERMITTLUNG DER ABSCHERSPANNUNG 145
9
2.4 BIEGEBEANSPRUCHUNG - BIEGUNG 146
2.4.1 VORAUSSETZUNGEN 146
2.4.2 SPANNUNGSBERECHNUNG BEI GERADER BIEGUNG 147
2.4.3 SPANNUNGSBERECHNUNG BEI SCHIEFER BIEGUNG 151
2.4.4 FORMAENDERUNG BEI BIEGUNG 153
2.4.4.1 VORAUSSETZUNGEN 153
2.4.4.2 DIFFERENTIALGLEICHUNG DER ELASTISCHEN LINIE 153
2.4.4.3 UEBERLAGERUNGSVERFAHREN 160
2.4.4.4 NUMERISCHE VERFAHREN 162
2.4.5 ERGAENZUNGEN 163
2.4.5.1 TRAEGER AUS INHOMOGENEM WERKSTOFF - SCHICHTBALKEN 163
2.4.5.2 AUSBLICK 166
2.4.6 FORMAENDERUNGSENERGIE 167
2.4.7 HINWEISE UND TIPS 167
2.5 TORSIONSBEANSPRUCHUNG - TORSION 169
2.5.1 TORSION VON KREIS- ODER KREISRINGQUERSCHNITTEN 169
2.5.1.1 VORAUSSETZUNGEN 169
2.5.1.2 SPANNUNGSBERECHNUNG 170
2.5.1.3 FORMAENDERUNGSBERECHNUNG 171
2.5.1.4 STATISCHE UNBESTIMMTHEIT BEI TORSION 172
2.5.1.5 FORMAENDERUNGSENERGIE 173
2.5.2 TORSION VON NICHTKREISFOERMIGEN VOLLQUERSCHNITTEN (EINBLICK) 173
2.5.3 TORSION DUENNWANDIGER PROFILE 175
2.5.3.1 DUENNWANDIG, GESCHLOSSENE PROFILE 176
2.5.3.2 DUENNWANDIG, OFFENE PROFILE 178
2.5.3.3 VERGLEICH ZWISCHEN DUENNWANDIG GESCHLOSSENEN UND OFFENEN PROFILEN
. 180
2.5.4 FORMAENDERUNGSENERGIE 181
2.5.5 HINWEISE UND TIPS 182
2.6 QUERKRAFTSCHUB 183
2.6.1 VORAUSSETZUNGEN 183
2.6.2 EINFACH ZUSAMMENHAENGENDE VOLLQUERSCHNITTE 184
2.6.2.1 SPANNUNGSBERECHNUNG 184
2.6.2.2 FORMAENDERUNG UND FORMAENDERUNGSENERGIE 186
2.6.2.3 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 186
2.6.3 QUERKRAFTSCHUBBEANSPRUCHUNG DUENNWANDIGER PROFILE 188
2.6.3.1 VORBEMERKUNGEN 188
2.6.3.2 DUENNWANDIG, GESCHLOSSENE PROFILE 188
2.6.3.3 DUENNWANDIG, OFFENE PROFILE 189
2.6.3.4 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 190
2.6.3.5 SCHUBMITTELPUNKT 191
2.6.4 HINWEISE UND TIPS 192
10
2.7 UEBERLAGERTE BEANSPRUCHUNG 195
2.7.1 VORBEMERKUNGEN 195
2.7.2 ZUSAMMENGESETZTE NORMALBEANSPRUCHUNG 196
2.7.3 ZUSAMMENGESETZTE NORMAL- UND TANGENTIALBEANSPRUCHUNG 198
2.7.3.1 VORBEMERKUNGEN 198
2.7.3.2 FESTIGKEITSHYPOTHESEN UND VERGLEICHSSPANNUNGEN 198
2.7.3.3 ANWENDUNG AUF DIE BEWERTUNG VON WELLEN 200
2.7.4 HINWEISE UND TIPS 203
2.8 ENERGIENIETHODEN 204
2.8.1 VORBEMERKUNGEN 204
2.8.2 PRINZIP DER VIRTUELLEN ARBEIT 205
2.8.3 AEUSSERE ARBEIT UND EINFLUSSZAHLEN 206
2.8.4 SAETZE VON CASTIGLIANO 209
2.8.5 FORMAENDERUNGSBERECHNUNG STATISCH BESTIMMTER TRAGWERKE 210
2.8.6 AUFLAGER- UND SCHNITTREAKTIONSERMITTLUNG
STATISCH UNBESTIMMTER TRAGWERKE 213
2.8.6.1 VORBEMERKUNGEN 213
2.8.6.2 ANWENDUNG DES SATZES VON CASTIGLIANO 213
2.8.6.3 DEMONSTRATIONSBEISPIELE 214
2.8.7 HINWEISE UND TIPS 219
2.9 EINFUEHRUNG IN DIE STABILITAETSTHEORIE 221
2.9.1 VORBEMERKUNGEN 221
2.9.2 KNICKUNG GERADER STAEBE 222
2.9.2.1 ELASTISCHES KNICKEN .222
2.9.2.2 UNELASTISCHES KNICKEN 227
2.9.3 HINWEISE UND TIPS 228
2.10 MEHRACHSIGE SPANNUNGSZUSTAENDE 229
2.10.1 VORBEMERKUNGEN 229
2.10.2 DUENNWANDIGE BEHAELTER (MEMBRANTHEORIE) 232
2.10.2.1 VORAUSSETZUNGEN 232
2.10.2.2 SPANNUNGSERMITTLUNG 233
2.10.2.3 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 235
2.10.2.4 HINWEISE UND TIPS 236
2.10.3 EBENE, ROTATIONSSYMMETRISCHE PROBLEME 237
2.10.4 DICKWANDIGES ROHR 238
2.10.4.1 FORMAENDERUNGS- UND SPANNUNGSERMITTLUNG 238
2.10.4.2 BEISPIEL 240
2.10.5 ROTIERENDE SCHEIBE 241
2.10.5.1 VORAUSSETZUNGEN 241
2.10.5.2 FORMAENDERUNGS- UND SPANNUNGSERMITTLUNG 242
2.10.5.3 BEISPIELE 243
2.10.6 KREISRINGPLATTE 246
2.10.6.1 VORAUSSETZUNGEN 246
11
2.10.6.2 ERMITTLUNG DER PLATTENDURCHSENKUNG 247
2.10.6.3 BEISPIELE 250
2.10.7 HINWEISE UND TIPS 253
2.11 ERGAENZUNGEN 256
2.11.1 WERKSTOFFMECHANIK 256
2.11.1.1 VORBEMERKUNGEN 256
2.11.1.2 BRUCHVERHALTEN 256
2.11.1.3 DAUERFESTIGKEIT 259
2.11.2 BRUCHMECHANIK 260
2.11.2.1 VORAUSSETZUNGEN 260
2.11.2.2 LINEAR ELASTISCHE BRUCHMECHANIK 262
2.11.2.3 DAUER DES STABILEN RISSWACHSTUMS - LEBENSDAUER 265
2.11.2.4 AUSBLICK 266
2.11.3 PLASTIZITAETSTHEORIE 266
2.11.3.1 VORAUSSETZUNGEN 266
2.11.3.2 TRAGLASTBERECHNUNG IN FACHWERKEN 268
2.11.3.3 TRAGLASTMOMENT IM STAB UNTER REINER BIEGUNG 270
2.12 ZUSAMMENFASSUNG 272
3 KINEMATIK 274
3.1 KINEMATIK DES PUNKTES 274
3.1.1 PUNKTBAHN 274
3.1.2 GESCHWINDIGKEIT UND BESCHLEUNIGUNG 275
3.1.3 GERADLINIGE BEWEGUNG 276
3.1.4 BEISPIEL ZUR GERADLINIGEN BEWEGUNG 279
3.1.5 EBENE BEWEGUNG 280
3.1.6 DARSTELLUNG DER PUNKTBEWEGUNG IN ANDEREN KOORDINATEN 282
3.2 KINEMATIK DES STARREN KOERPERS 284
3.2.1 BEWEGUNGSARTEN DES STARREN KOERPERS 284
3.2.2 KINEMATIK DER ROTATION UM EINE FESTE ACHSE 285
3.2.3 KINEMATIK DER ALLGEMEINEN BEWEGUNG 287
3.2.4 EBENE BEWEGUNG 287
3.2.4.1 UEBERLAGERUNG VON TRANSLATION UND ROTATION 287
3.2.4.2 ROTATION UM DEN MOMENTANPOL 289
3.2.4.3 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 290
3.2.5 RELATIVBEWEGUNG 292
3.3 HINWEISE UND ZUSAMMENFASSUNG 296
12
4 KINETIK 297
4.1 KINETIK DES MASSENPUNKTES
297
4.1.1 KINETISCHES GRUNDGESETZ 297
4.1.2 KINETOSTATISCHE METHODE 298
4.1.3 ARBEITS- UND ENERGIESATZ 303
4.1.4 IMPULS- UND DREHIMPULSSATZ 308
4.1.5 HINWEISE UND TIPS 311
4.2 KINETIK DES MASSENPUNKTSYSTEMS
312
4.2.1 SCHWERPUNKTSATZ 312
4.2.2 ARBEITS- UND ENERGIESATZ 314
4.2.3 IMPULS- UND DREHIMPULSSATZ 316
4.3 ROTATION EINES STARREN KOERPERS UM EINE FESTE ACHSE
319
4.3.1 KINETISCHES GRUNDGESETZ 319
4.3.2 AXIALE MASSENTRAEGHEITSMOMENTE 320
4.3.3 DEVIATIONSMOMENTE, HAUPTACHSEN, HAUPTTRAEGHEITSMOMENTE 323
4.3.4
ARBEITSSATZ 326
4.3.5 DREHIMPULSSATZ 327
4.3.6 GEGENUEBERSTELLUNG WICHTIGER GROESSEN BEI TRANSLATION UND ROTATION
331
4.3.7
DEMONSTRATIONSBEISPIEL 332
4.3.8 HINWEISE UND TIPS 335
4.4 EBENE BEWEGUNG EINES STARREN KOERPERS
336
4.4.1 KINETOSTATISCHE METHODE 336
4.4.2 ARBEITS- UND ENERGIESATZ 339
4.4.3 IMPULS- UND DREHIMPULSSATZ 341
4.5 EBENE BEWEGUNG EINES SYSTEMS STARRER KOERPER
342
4.5.1 ZWANGSBEDINGUNGEN 342
4.5.2 KINETOSTATISCHE METHODE 344
4.5.3 ARBEITSSATZ 346
4.5.4 HINWEISE UND TIPS 349
4.6 STOSSPROBLEME
351
4.6.1 GRUNDBEGRIFFE, VORAUSSETZUNGEN 351
4.6.2 GERADER ZENTRISCHER STOSS 352
4.6.3 GERADER EXZENTRISCHER STOSS 355
4.6.4 DREHSTOSS 357
4.7 MECHANISCHE SCHWINGUNGEN
359
4.7.1 GRUNDBEGRIFFE 359
4.7.2 FREIE UNGEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN MIT EINEM FREIHEITSGRAD 361
4.7.2.1 SCHWINGUNGSMODELLE 361
4.7.2.2 BEWEGUNGSGLEICHUNG 362
13
4.7.2.3 LOESUNG DER BEWEGUNGSGLEICHUNG 363
4.7.2.4 SCHWINGUNGSSYSTEME MIT MEHREREN FEDERN 365
4.7.3 FREIE GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN MIT EINEM FREIHEITSGRAD 367
4.7.3.1 DAEMPFUNGSARTEN 367
4.7.3.2 BEWEGUNGSGLEICHUNG 367
4.7.3.3 LOESUNGEN DER BEWEGUNGSGLEICHUNG 368
4.7.4 ERZWUNGENE GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN MIT EINEM FREIHEITSGRAD 371
4.7.4.1
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN FUER VERSCHIEDENE ERREGERARTEN
EINES
LAENGSSCHWINGERS 371
4.7.4.2 LOESUNG DER BEWEGUNGSGLEICHUNG 373
4.7.5 BEISPIELE 376
4.7.6 HINWEISE UND TIPS 380
4.8 ZUSAMMENFASSUNG
382
5 NUMERISCHE METHODEN DER FESTKOERPERMECHANIK 383
5.1 UEBERBLICK ZU NUMERISCHEN METHODEN
383
5.2 UEBERTRAGUNGSMATRIZEN VERFAHREN
384
5.3 FINITE-ELEMENT-METHODE
386
5.3.1 VORBEMERKUNGEN 386
5.3.2 GRUNDIDEE DER FEM 386
5.3.3 ANWENDUNGSSPEKTRUM 389
5.4 RANDELEMENTMETHODE
390
5.5 NUMERISCHE METHODEN ALS BESTANDTEIL VON CAD
391
5.6 ZUSAMMENFASSUNG
394
ERGAENZENDE LITERATUR
395
ANHANG - AUSGEWAEHLTE WERKSTOFFKENNWERTE
396
SACHWOERTERVERZEICHNIS 397
14 |
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