Technische Mechanik:
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Weinheim
Wiley-VCH
2013
|
| Edition: | 2., erw. Aufl. |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XVIII, 399 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783527333813 3527333819 |
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CONTENTS
VORWORT (ZUR 2. AUFLAGE) X I I I
EINFUEHRUNG XV
1 STATIK 1
1.1 GRUNDBEGRIFFE 1
1.1.1 STARRER KOERPER 1
1.1.2 GLEICHGEWICHT 1 1.1.3 KRAFT - KRAFTSYSTEME 2 1.1.4 SCHNITTPRINZIP
- FREISCHNEIDEN 3 1.2 EBENES, ZENTRALES KRAFTSYSTEM 3
1.2.1 ZERLEGEN UND ZUSAMMENSETZEN VON KRAEFTEA 3 1.2.1.1 ANALYTISCH 3
1.2.1.2 GRAFISCH (KRAFTECKVERFAHREN) 6 1.2.2 GLEICHGEWICHT 7
1.2.3 DEMONSTRATIONSBEISPIEL (WANDKRAN) 7 1.2.4 HINWEISE UND TIPPS 8
1.3 EBENES, ALLGEMEINES KRAFTSYSTEM 9 1.3.1 KRAEFTEPAAR UND MOMENT 9
1.3.1.1 KRAEFTEPAAR 9 1.3.1.2 MOMENT EINER KRAFT IN BEZUG AUF EINE ACHSE
10 1.3.1.3 VERSETZUNGS-/VERSCHIEBUNGSMOMENT 12
1.3.2 ERMITTLUNG DER RESULTIERENDEN 13 1.3.2.1 ANALYTISCH 13 1.3.2.2
GRAFISCH (ZUR INFORMATION) 15 1.3.3 GLEICHGEWICHT 17
1.3.4 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 17 1.3.5 HINWEISE UND TIPPS 19 1.4
SCHWERPUNKTSBERECHNUNG 20 1.4.1 DEFINITION, KOERPER- UND
VOLUMENSCHWERPUNKT 20
1.4.2 FLAECHENSCHWERPUNKT 21 1.4.3 LINIENSCHWERPUNKT 21
TECHNISCHE MECHANIK, 2. AUFLAGE. KARL-FRIEDRICH FISCHER UND WILFRIED
GUENTHER. 2013 WILEY-VCH VERLAG GMBH & CO. KGAA. PUBLISHED 2013 BY
WILEY-VCH VERLAG GMBH & CO. KGAA.
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IMAGE 2
VI | CONTENTS
1.4.4 FLAECHENSCHWERPUNKT ZUSAMMENGESETZTER FLAECHEN
DEMONSTRATIONSBEISPIEL 22 1.4.5 HINWEISE UND TIPPS 24 1.5 EBENE
TRAGWERKE 24
1.5.1 MODELLE - GRUNDFORMEN DES STARREN KOERPERS 25 1.5.2 MODELLE VON
LAGER- UND VERBINDUNGSARTEN 26 1.5.3 MODELLE DER BELASTUNG 28 1.5.4
AUFLAGERREAKTIONEN EINFACHER TRAGWERKE 30
1.5.5 ZUSAMMENGESETZTE TRAGWERKE 31 1.5.5.1 TRAGWERKSARTEN (AUSWAHL) 31
1.5.5.2 STATISCHE BESTIMMTHEIT 32 1.5.5.3 AUFLAGER- UND
VERBINDUNGSREAKTIONEN ZUSAMMENGESETZTER
TRAGWERKE 33
1.5.6 HINWEISE UND TIPPS 35 1.6 SCHNITTREAKTIONEN 36
1.6.1 GRUNDBEGRIFFE 36 1.6.2 ERMITTLUNG VON SCHNITTREAKTIONEN IN
TRAGWERKEN 38 1.6.3 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN QUERKRAFT UND SCHNITTMOMENT 41
1.6.4 SCHNITTREAKTIONEN IM KREISBOGENTRAEGER - DEMONSTRATIONSBEISPIEL 42
1.6.5 HINWEISE UND TIPPS 45 1.7 HAFTUNG UND REIBUNG (REIBUNGSLEHRE) 47
1.7.1 EINFUEHRUNG 47
1.7.1.1 HAFTREIBUNGSPROBLEM 48 1.7.1.2 GLEITREIBUNGSPROBLEM 48 *
1.7.2 LOESUNG VON REIBUNGSAUFGABEN BEI HAFT- UND GLEITREIBUNG 50 1.7.3
REIBUNG IN FUEHRUNGEN UND GEWINDEN 54 1.7.3.1 REIBUNG IN FUEHRUNGEN 54
1.7.3.2 REIBUNG IN GEWINDEN 55
1.7.4 SEILREIBUNG 57
1.7.5 ROLLREIBUNG 60
1.7.6 HINWEISE UND TIPPS 61 1.8 EBENE FACHWERKE 61
1.8.1 BEGRIFF UND STATISCHE BESTIMMTHEIT 61 1.8.2 ERMITTLUNG DER
STABKRAEFTE 62 1.8.3 SEIL UNTER EIGENGEWICHT 64 1.8.4 AUSBLICK UND
HINWEISE 68 1.9 RAEUMLICHES KRAFTSYSTEM - RAUMSTATIK 69 1.9.1 KRAFT,
MOMENT, GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN 69 1.9.2 AUFLAGERREAKTIONEN EINFACHER
TRAGWERKE 70 1.9.3 ERMITTLUNG VON SCHNITTREAKTIONEN 74
1.9.4 HINWEISE UND TIPPS 80 1.10 ZUSAMMENFASSUNG 80
IMAGE 3
CONTENTS | VII
2 FESTIGKEITSLEHRE 83
2.1 MATHEMATISCHER VORSPANN - FLAECHENMOMENTE N-TER ORDNUNG 83 2.1.1
DEFINITION 83
2.1.2 BERECHNUNG VON FLAECHENTRAEGHEITSMOMENTEN EINZELNER FLAECHEN 85 2.1.3
TRANSFORMATION VON FTM ZWISCHEN PARALLELEN KOORDINATENSYSTEMEN 88 2.1.4
ERMITTLUNG VON FTM ZUSAMMENGESETZTER FLAECHEN 89 2.1.5 FTM BEI DREHUNG
DES KOORDINATENSYSTEMS 91 2.1.6 HAUPTTRAEGHEITSACHSEN UND
HAUPTTRAEGHEITSMOMENTE 92 2.1.7 HINWEISE UND TIPPS 94 2.2 GRUNDLAGEN DER
FESTIGKEITSLEHRE 95
2.2.1 EINFUEHRUNG 95
2.2.2 BEANSPRUCHUNGSARTEN UND LASTFALLE 96 2.2.3 SPANNUNGSBEGRIFF -
SPANNUNGSZUSTAND 98 2.2.3.1 VORBETRACHTUNG 98 2.2.3.2 DEFINITION DER
SPANNUNG 98
2.2.3.3 EINACHSIGER SPANNUNGSZUSTAND 99 2.2.3.4 SPANNUNGSZUSTAND REINER
SCHUB 103 2.2.3.5 UEBERLAGERUNG DER SPANNUNGSZUSTAENDE 104 2.2.4
FORMAENDERUNGEN - VERZERRUNGSZUSTAND 105 2.2.4.1 VORBETRACHTUNG 105
2.2.4.2 VERSCHIEBUNGEN UND VERZERRUNGEN 106 2.2.4.3 EBENER
VERZERRUNGSZUSTAND 107 2.2.5 WERKSTOFFVERHALTEN - STOFFGESETZ 110
2.2.5.1 ZUGVERSUCH - HOOKE SCHES GESETZ 110
2.2.5.2 THERMISCHE DEHNIMG - TEMPERATURSPANNUNGEN 113 2.2.5.3 AUSBLICK
115 2.2.6 FORMAENDERUNGSARBEIT 116 2.2.7 GRUNDAUFGABEN DER
FESTIGKEITSLEHRE 117
2.3 ZUG-DRUCK-BEANSPRUCHUNG 119 2.3.1 ZUG-DRUCK-SPANNIMG 119 2.3.2
FORMAENDERUNG 121 2.3.2.1 FORMAENDERUNGSBERECHNUNG 121 2.3.2.2 BERECHNUNG
STATISCH UNBESTIMMTER TRAGWERKE 123 2.3.3 FLAECHENPRESSUNG UND
LOCHLEIBUNG 125 2.3.4 FORMAENDERUNGSENERGIE 125
2.3.5 HINWEISE UND TIPPS 126 2.4 ABSCHERBEANSPRUCHUNG 127 2.4.1
BEISPIELE 127
2.4.2 ERMITTLUNG DER ABSCHERSPANNUNG 127 2.5 BIEGEBEANSPRUCHUNG -
BIEGUNG 128 2.5.1 VORAUSSETZUNGEN 128 2.5.2 SPANNUNGSBERECHNUNG BEI
GERADER BIEGUNG 129 2.5.3 SPANNUNGSBERECHNUNG BEI SCHIEFER BIEGUNG 134
2.5.4 FORMAENDERUNG BEI BIEGUNG 136 2.5.4.1 VORAUSSETZUNGEN 136
IMAGE 4
CONTENTS
2.5.4.2 DIFFERENTIALGLEICHUNG DER ELASTISCHEN LINIE 136
2.5.4.3 UEBERLAGERUNGSVERFAHREN 144 2.5.5 ERGAENZUNGEN 146 2.5.5.1 TRAEGER
AUS INHOMOGENEM WERKSTOFF - SCHICHTBALKEN 146 2.5.5.2 AUSBLICK 148
2.5.6 FORMAENDERUNGSENERGIE 150 2.5.7 HINWEISE UND TIPPS 150 2.6
TORSIONSBEANSPRUCHUNG - TORSION 152 2.6.1 TORSION VON KREIS- ODER
KREISRINGQUERSCHNITTEN 152
2.6.1.1 VORAUSSETZUNGEN 152 2.6.1.2 SPANNUNGSBERECHNUNG 154 2.6.1.3
FORMAENDERUNGSBERECHNUNG 155 2.6.1.4 STATISCHE UNBESTIMMTHEIT BEI TORSION
155
2.6.1.5 FORMAENDERUNGSENERGIE 156 2.6.2 TORSION VON NICHTKREISFOERMIGEN
VOLLQUERSCHNITTEN (EINBLICK) 2.6.3 TORSION DUENNWANDIGER PROFILE 159
2.6.3.1 DUENNWANDIG, GESCHLOSSENE PROFILE 159
2.6.3.2 DUENNWANDIG, OFFENE PROFILE 162 2.6.3.3 VERGLEICH ZWISCHEN
DUENNWANDIG GESCHLOSSENEN UND OFFENEN PROFILEN 164 2.6.4
FORMAENDERUNGSENERGIE 165
2.6.5 HINWEISE UND TIPPS 165 2.7 QUERKRAFTSCHUB 166
2.7.1 VORAUSSETZUNGEN 167 4
2.7.2 EINFACH ZUSAMMENHAENGENDE VOLLQUERSCHNITTE 167
2.7.2.1 SPANNUNGSBERECHNUNG 168 2.7.2.2 FORMAENDERUNG UND
FORMAENDERUNGSENERGIE 170 2.7.2.3 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 170 2.7.3
QUERKRAFTSCHUBBEANSPRUCHUNG DUENNWANDIGER PROFILE 172
2.7.3.1 VORBEMERKUNGEN 172 2.13.2 DUENNWANDIG, GESCHLOSSENE PROFILE 172
2.7.3.3 DUENNWANDIG, OFFENE PROFILE 173 2.7.3.4 DEMONSTRATIONSBEISPIEL
174
2.7.3.5 SCHUBMITTELPUNKT 175 2.7.4 HINWEISE UND TIPPS 177 2.8
ZUSAMMENGESETZTE BEANSPRUCHUNG 179 2.8.1 VORBEMERKUNGEN 179
2.8.2 ZUSAMMENGESETZTE NORMALBEANSPRUCHUNG 180 2.8.3 ZUSAMMENGESETZTE
NORMAL- UND TANGENTIALBEANSPRUCHUNG 2.8.3.1 VORBEMERKUNGEN 182 2.8.3.2
FESTIGKEITSHYPOTHESEN UND VERGLEICHSSPANNUNGEN 183
2.8.3.3 ANWENDUNG AUF DIE BEWERTUNG VON WELLEN 185 2.8.4 HINWEISE UND
TIPPS 188 2.9 ENERGIEMETHODEN 189
2.9.1 VORBEMERKUNGEN 189
IMAGE 5
CONTENTS | IX
2.9.2 PRINZIP DER VIRTUELLEN ARBEIT 190
2.9.3 AEUSSERE ARBEIT UND EINFLUSSZAHLEN 192 2.9.4 SAETZE VON CASTIGLIANO
194 2.9.5 FORMAENDERUNGSBERECHNUNG STATISCH BESTIMMTER TRAGWERKE 196
2.9.6 AUFLAGER- UND SCHNITTREAKTIONSERMITTLUNG STATISCH UNBESTIMMTER
TRAGWERKE 199 2.9.6.1 VORBEMERKUNGEN 199 2.9.6.2 ANWENDUNG DES SATZES
VON CASTIGLIANO 199 2.9.6.3 DEMONSTRATIONSBEISPIELE 200
2.9.7 HINWEISE UND TIPPS 206 2.10 EINFUEHRUNG IN DIE STABILITAETSTHEORIE
207 2.10.1 VORBEMERKUNGEN 207 2.10.2 KNICKUNG GERADER STAEBE 208 2.10.2.1
ELASTISCHES KNICKEN 208 2.10.2.2 UNELASTISCHES KNICKEN 213
2.10.3 HINWEISE UND TIPPS 214 2.11 MEHRACHSIGE SPANNUNGSZUSTAENDE 216
2.11.1 VORBEMERKUNGEN 216
2.11.2 DUENNWANDIGE BEHAELTER (MEMBRANTHEORIE) 219 2.11.2.1
VORAUSSETZUNGEN 219 2.11.2.2 SPANNUNGSERMITTLUNG 220 2.11.2.3
DEMONSTRATIONSBEISPIEL 222 2.11.2.4 HINWEISE UND TIPPS 223 2.11.3 EBENE,
ROTATIONSSYMMETRISCHE PROBLEME 224
2.11.4 DICKWANDIGES ROHR 226 2.11.4.1 FORMAENDERUNGS- UND
SPANNUNGSERMITTLUNG 226 2.11.4.2 BEISPIEL 228
2.11.5 ROTIERENDE SCHEIBE 229 2.11.5.1 VORAUSSETZUNGEN 229 2.11.5.2
FORMAENDERUNGS-UND SPANNUNGSERMITTLUNG 229 2.11.5.3 BEISPIELE 232
2.11.6 KREISRINGPLATTE 234 2.11.6.1 VORAUSSETZUNGEN 234 2.11.6.2
ERMITTLUNG DER PLATTENDURCHSENKUNG 235 2.11.6.3 BEISPIELE 239
2.11.7 HINWEISE UND TIPPS 242 2.12 ERGAENZUNGEN 244
2.12.1 WERKSTOFFMECHANIK 244 2.12.1.1 VORBEMERKUNGEN 244 2.12.1.2
BRUCHVERHALTEN 245 2.12.1.3 DAUERFESTIGKEIT 247
2.12.2 BRUCHMECHANIK 249 2.12.2.1 VORAUSSETZUNGEN 249 2.12.2.2
LINEAR-ELASTISCHE BRUCHMECHANIK 250 2.12.2.3 DAUER DES STABILEN
RISSWACHSTUMS - LEBENSDAUER 253
IMAGE 6
X | CONTENTS
2.12.2.4 AUSBLICK 254
2.12.3 PLASTIZITAETSTHEORIE 255 2.12.3.1 VORAUSSETZUNGEN 255 2.12.3.2
TRAGLASTBERECHNUNG IN FACHWERKEN 256 2.12.3.3 TRAGLASTMOMENT IM STAB
UNTER REINER BIEGUNG 259 2.13 ZUSAMMENFASSUNG 260
3 KINEMATIK 263
3.1 KINEMATIK DES PUNKTES 263
3.1.1 PUNKTBAHN 263
3.1.2 GESCHWINDIGKEIT UND BESCHLEUNIGUNG 264 3.1.3 GERADLINIGE BEWEGUNG
265 3.1.4 BEISPIEL ZUR GERADLINIGEN BEWEGUNG 268 3.1.5 EBENE BEWEGUNG
269
3.1.6 DARSTELLUNG DER PUNKTBEWEGUNG IN ANDEREN KOORDINATEN 271 3.2
KINEMATIK DES STARREN KOERPERS 273 3.2.1 BEWEGUNGSARTEN DES STARREN
KOERPERS 273 3.2.2 KINEMATIK DER ROTATION UM EINE FESTE ACHSE 274
3.2.3 KINEMATIK DER ALLGEMEINEN BEWEGUNG 276 3.2.4 EBENE BEWEGUNG 276
3.2.4.1 UEBERLAGERUNG VON TRANSLATION UND ROTATION 276 3.2.4.2 ROTATION
UM DEN MOMENTANPOL 278
3.2.4.3 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 279 3.2.5 RELATIVBEWEGUNG 281 *
3.3 HINWEISE UND ZUSAMMENFASSUNG 284
4 KINETIK 287
4.1 KINETIK DES MASSENPUNKTES 287 4.1.1 KINETISCHES GRUNDGESETZ 287
4.1.2 KINETOSTATISCHE METHODE 288 4.1.3 ARBEITS- UND ENERGIESATZ 293
4.1.4 IMPULS- UND DREHIMPULSSATZ 298
4.1.5 HINWEISE UND TIPPS 300 4.2 KINETIK DES MASSENPUNKTSYSTEMS 300
4.2.1 SCHWERPUNKTSATZ 301 4.2.2 ARBEITS- UND ENERGIESATZ 303
4.2.3 IMPULS- UND DREHIMPULSSATZ 305 4.3 ROTATION EINES STARREN KOERPERS
UM EINE FESTE ACHSE 308 4.3.1 KINETISCHES GRUNDGESETZ 308 4.3.2 AXIALE
MASSENTRAEGHEITSMOMENTE 309
4.3.3 DEVIATIONSMOMENTE, HAUPTACHSEN, HAUPTTRAEGHEITSMOMENTE 312 4.3.4
ARBEITS- UND ENERGIESATZ 314 4.3.5 DREHIMPULSSATZ 315 4.3.6
GEGENUEBERSTELLUNG WICHTIGER GROESSEN BEI TRANSLATION UND ROTATION 319
4.3.7 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 320
IMAGE 7
CONTENTS | XI
4.3.8 HINWEISE UND TIPPS 323
4.4 EBENE BEWEGUNG EINES STARREN KOERPERS 324 4.4.1 KINETOSTATISCHE
METHODE 324 4.4.2 ARBEITS- UND ENERGIESATZ 327 4.4.3 IMPULS- UND
DREHIMPULSSATZ 329 4.5 EBENE BEWEGUNG EINES SYSTEMS STARRER KOERPER 330
4.5.1 ZWANGSBEDINGUNGEN 330 4.5.2 KINETOSTATISCHE METHODE 332
4.5.3 ARBEITSSATZ 334 4.5.4 HINWEISE UND TIPPS 337 4.6 STOSSPROBLEME 338
4.6.1 GRUNDBEGRIFFE, VORAUSSETZUNGEN 338 4.6.2 GERADER ZENTRISCHER STOSS
339 4.6.3 GERADER EXZENTRISCHER STOSS 342 4.6.4 DREHSTOSS 344
4.7 _ MECHANISCHE SCHWINGUNGEN 345 4.7.1 GRUNDBEGRIFFE 346 4.7.2 FREIE
UNGEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN MIT EINEM FREIHEITSGRAD 348 4.7.2.1
SCHWINGUNGSMODELLE 348
4.7.2.2 BEWEGUNGSGLEICHUNG 348 4.7.2.3 LOESUNG DER BEWEGUNGSGLEICHUNG 350
4.7.2.4 SCHWINGUNGSSYSTEME MIT MEHREREN FEDERN 351 4.7.3 FREIE GEDAEMPFTE
SCHWINGUNGEN MIT EINEM FREIHEITSGRAD 353
4.7.3.1 DAEMPFUNGSARTEN 354 4
4.7.3.2 BEWEGUNGSGLEICHUNG 354
4.7.3.3 LOESUNGEN DER BEWEGUNGSGLEICHUNG 355 4.7.4 ERZWUNGENE GEDAEMPFTE
SCHWINGUNGEN MIT EINEM FREIHEITSGRAD 358 4.7.4.1 BEWEGUNGSGLEICHUNGEN
FUER VERSCHIEDENE ERREGERARTEN EINES LAENGSSCHWINGERS 358
4.7.4.2 LOESUNG DER BEWEGUNGSGLEICHUNG 360 4.7.5 BEISPIELE 363
4.7.6 HINWEISE UND TIPPS 367 4.8 ZUSAMMENFASSUNG 368
5 NUMERISCHE METHODEN 371
5.1 EINFUHRENDE HINWEISE 371
5.2 VON DER BERECHNUNGSFORMEL ZUM ALGORITHMUS - BEISPIELE 371 5.2.1
ERMITTLUNG DES SCHWERPUNKTES UND DER FLAECHENTRAEGHEITSMOMENTE
ZUSAMMENGESETZTER FLAECHEN 371 5.2.2 SCHNITTREAKTIONEN IM STAB 374
5.2.3 FORMAENDERUNG BEI BIEGUNG 376 5.3 UEBERBLICK ZU SIMULATIONSVERFAHREN
377 5.3.1 UEBERTRAGUNGSMATRIZENVERFAHREN 378 5.3.2 FINITE-ELEMENT-METHODE
380
5.3.2.1 VORBEMERKUNGEN 380
IMAGE 8
XII | CONTENTS
5.3.2.2 GRUNDIDEE DER FEM 380
5.3.2.3 DEMONSTRATIONSBEISPIEL 384 5.3.2.4 ANWENDUNGSSPEKTRUM 386 5.3.3
RANDELEMENTMETHODE 387 5.3.4 SIMULATION VON MEHRKOERPERSYSTEMEN 388 5.4
ZUSAMMENFASSUNG 389
ANHANG 391 AUSGEWAEHLTE WERKSTOFFKENNWERTE 391 HAFT- UND
GLEITREIBUNGSKOEFFIZIENTEN (AUSWAHL) 391 ELASTIZITAETSMODUL E, SCHUBMODUL
G UND LINEARER THERMISCHER
AUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT AUSGEWAEHLTER WERKSTOFFE 392
ERGAENZENDE LITERATUR 393 LEHRBUECHER UND AUFGABENSAMMLUNGEN ZUR
TECHNISCHEN MECHANIK (AUSWAHL) 395 TABELLEN- UND TASCHENBUECHER (AUSWAHL)
393
SACHWOERTERVERZEICHNIS 395
|
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| author | Fischer, Karl-Friedrich 1947- Günther, Wilfried |
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