Technische Mechanik: Statik - Reibung - Dynamik - Festigkeitslehre - Fluidmechanik ; mit ... 15 Tabellen, 22 Arbeitsplänen, 15 Lehrbeispielen und 50 Übungseinheiten
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
2013
|
| Edition: | 30., überarb. und erw. Aufl. |
| Series: | Lehrbuch
|
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| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XXII, 434 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3658020601 9783658020606 |
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IMAGE 1
VN
INHALTSVERZEICHNIS
1 STATIK IN DER EBENE L
1.1 GRUNDLAGEN 2
1.1.1 DIE AUFGABEN DER STATIK 2
1.1.2 PHYSIKALISCHE GROESSEN IN DER STATIK 2
1.1.2.1 DIE KRAFT F 3
1.1.2.2 DAS KRAFTMOMENT ODER DREHMOMENT M 4
1.1.2.3 DAS KRAEFTEPAAR 4
1.1.3 UEBUNGEN ZUR BERECHNUNG VON DREHMOMENTEN 5
1.1.4 BEWEGUNGSMOEGLICHKEITEN (FREIHEITSGRADE) EINES KOERPERS 6 1.1.4.1
FREIHEITSGRADE IM RAUM 6
1.1.4.2 FREIHEITSGRADE IN DER EBENE 6
1.1.5 GLEICHGEWICHT DES KOERPERS IN DER EBENE (GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN)
6
1.1.6 DER PARALLELOGRAMMSATZ FUER KRAEFTE 8
1.1.6.1 ZUSAMMENSETZEN VON ZWEI NICHTPARALLELEN KRAEFTEN
(KRAEFTEREDUKTION) 8
1.1.6.2 ZERLEGEN EINER KRAFT F IN ZWEI NICHTPARALLELE KRAEFTE FI UND F 2
9
1.1.6.3 ZERLEGEN EINER KRAFT F IN ZWEI PARALLELE KRAEFTE 9
1.1.6.4 UEBUNGEN ZUM PARALLELOGRAMMSATZ FUER KRAEFTE 10
1.1.7 DAS FREIMACHEN DER BAUTEILE 11
1.1.7.1 ZWECK UND BESCHREIBUNG DES VERFAHRENS, OBERFLAECHEN- UND
VOLUMENKRAEFTE 11
1.1.7.2 SEILE, KETTEN, RIEMEN 12
1.1.7.3 .ZWEIGELENKSTAEBE 13
1.1.7.4 BERUEHRUNGSFLAECHEN (EBENE STUETZFLAECHEN) 13
1.1.7.5 ROLLKOERPER (GEWOELBTE STUETZFLAECHEN) 14
1.1.7.6 EINWERTIGE LAGER (LOSLAGER) 15
1.1.7.7 ZWEIWERTIGE LAGER (FESTLAGER) 15
1.1.7.8 DREIWERTIGE LAGER 17
1.1.8 UEBUNGEN ZUM FREIMACHEN 18
1.2 DIE GRUNDAUFGABEN DER STATIK 21
1.2.1 ZENTRALES UND ALLGEMEINES KRAEFTESYSTEM 21
1.2.2 DIE ZWEI HAUPTAUFGABEN 21
1.2.3 DIE ZWEI LOESUNGSMETHODEN 22
1.2.4 DIE VIER GRUNDAUFGABEN DER STATIK IM ZENTRALEN EBENEN KRAEFTESYSTEM
22
1.2.4.1 RECHNERISCHE ERMITTLUNG DER RESULTIERENDEN (ERSTE GRUNDAUFGABE)
22
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IMAGE 2
VM
INHALTSVERZEICHNIS
1.2.4.2 ZEICHNERISCHE ERMITTLUNG DER RESULTIERENDEN (ZWEITE
GRUNDAUFGABE) 26
1.2.4.3 RECHNERISCHE ERMITTLUNG UNBEKANNTER KRAEFTE (DRITTE
GRUNDAUFGABE), DIE RECHNERISCHEN GLEICH GEWICHTSBEDINGUNGEN 28
1.2.4.4 ZEICHNERISCHE ERMITTLUNG UNBEKANNTER KRAEFTE (VIERTE
GRUNDAUFGABE), DIE ZEICHNERISCHE GLEICHGEWICHTSBEDINGUNG 32
1.2.4.5 UEBUNGEN ZUR DRITTEN UND VIERTEN GRUNDAUFGABE 35
1.2.5 DIE VIER GRUNDAUFGABEN DER STATIK IM ALLGEMEINEN EBENEN
KRAEFTESYSTEM 38
1.2.5.1 RECHNERISCHE ERMITTLUNG DER RESULTIERENDEN (FUENFTE
GRUNDAUFGABE), DER MOMENTENSATZ 38
1.2.5.2 ZEICHNERISCHE ERMITTLUNG DER RESULTIERENDEN' (SECHSTE
GRUNDAUFGABE), DAS SEILECKVERFAHREN 40
1.2.5.3 RECHNERISCHE ERMITTLUNG UNBEKANNTER KRAEFTE (SIEBTE
GRUNDAUFGABE), DIE RECHNERISCHEN GLEICH GEWICHTSBEDINGUNGEN 44
1.2.5.4 UEBUNGEN ZUR STUETZKRAFTBERECHNUNG 47
1.2.5.5 ZEICHNERISCHE ERMITTLUNG UNBEKANNTER KRAEFTE (ACHTE
GRUNDAUFGABE), DIE ZEICHNERISCHEN GLEICH GEWICHTSBEDINGUNGEN 50
1.2.6 SYSTEMANALYTISCHES LOESUNGSVERFAHREN ZUR STUETZKRAFT BERECHNUNG 55
1.2.6.1 HERLEITUNG DER SYSTEMGLEICHUNGEN 55
1.2.6.2 ZUSAMMENSTELLUNG DER SYSTEMGLEICHUNGEN 62
1.2.6.3 BESCHREIBUNG DES PROGRAMMLAUFS ZUR STUETZKRAFT BERECHNUNG 63
1.2.6.4 UEBUNG ZUM SYSTEMANALYTISCHEN LOESUNGSVERFAHREN ZUR
STUETZKRAFTBERECHNUNG 64
1.2.7 STUETZKRAFTERMITTLUNG BEIM RAEUMLICHEN KRAEFTESYSTEM (GETRIEBEWELLE)
66
1.3 STATIK DER EBENEN FACHWERKE 70
1.3.1 GESTALTUNG VON FACHWERKTRAEGERN 70
1.3.2 DIE GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN AM STATISCH BESTIMMTEN
FACHWERKTRAEGER 71
1.3.3 ERMITTLUNG DER STABKRAEFTE IM FACHWERKTRAEGER 72
1.3.3.1 DAS KNOTENSCHNITTVERFAHREN 73
1.3.3.2 DAS RITTER'SCHE SCHNITTVERFAHREN 75
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS IX
2 SCHWERPUNKTSLEHRE 77
2.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG FUER SCHWERLINIE, SCHWEREBENE UND SCHWERPUNKT 77
2.2 DER FLAECHENSCHWERPUNKT 78
2.2.1 FLAECHEN HABEN EINEN SCHWERPUNKT. 78
2.2.2 SCHWERPUNKTE EINFACHER FLAECHEN 79
2.2.3 SCHWERPUNKTE ZUSAMMENGESETZTER FLAECHEN 80
2.2.3.1 RECHNERISCHE BESTIMMUNG DES FLAECHENSCHWERPUNKTS . 80 2.2.3.2
UEBUNGEN ZUR BESTIMMUNG DES FLAECHENSCHWERPUNKTS 82
2.3 DER LINIENSCHWERPUNKT 84
2.3.1 LINIEN HABEN EINEN SCHWERPUNKT 84
2.3.2 SCHWERPUNKTE EINFACHER LINIEN 84
2.3.3 SCHWERPUNKTE ZUSAMMENGESETZTER LINIEN (LINIENZUEGE) 85
2.3.3.1 RECHNERISCHE BESTIMMUNG DES LINIENSCHWERPUNKTS 85
2.4 GULDIN'SCHE REGELN 87
2.4.1 VOLUMENBERECHNUNG 87
2.4.2 OBERFLAECHENBERECHNUNG 87
2.4.3 UEBUNGEN MIT DEN GULDIN'SCHEN REGELN 88
2.5 GLEICHGEWICHTSLAGEN UND STANDSICHERHEIT 88
2.5.1 GLEICHGEWICHTSLAGEN 88
2.5.1.1 STABILES GLEICHGEWICHT 88
2.5.1.2 LABILES GLEICHGEWICHT 88
2.5.1.3 INDIFFERENTES GLEICHGEWICHT 88
2.5.2 STANDSICHERHEIT 89
2.5.2.1 KIPPMOMENT, STANDMOMENT, STANDSICHERHEIT 89
2.5.2.2 UEBUNG ZUR STANDSICHERHEIT 90
3 REIBUNG 91 |
3.1 GRUNDERKENNTNISSE UEBER DIE REIBUNG 91
3.2 GLEITREIBUNG UND HAFTREIBUNG 92
3.2.1 REIBUNGSWINKEL, REIBUNGSZAHL UND REIBUNGSKRAFT 92
3.2.2 ERMITTLUNG DER REIBUNGSZAHLEN FI, UND U Q 93
3.2.3 DER REIBUNGSKEGEL 94
3.2.4 UEBUNGEN ZUR LOESUNG VON REIBUNGSAUFGABEN 96
3.3 REIBUNG AUF DER SCHIEFEN EBENE 101
3.3.1 VERSCHIEBEN DES KOERPERS NACH OBEN (1. GRUNDFALL) 101
3.3.1.1 ZUGKRAFT F WIRKT UNTER BELIEBIGEM ZUGWINKEL 101
3.3.1.2 ZUGKRAFT F WIRKT PARALLEL ZUR SCHIEFEN EBENE 102
3.3.1.3 ZUGKRAFT F WIRKT WAAGERECHT 104
IMAGE 4
X
INHALTSVERZEICHNIS
3.3.2 HALTEN DES KOERPERS AUF DER SCHIEFEN EBENE (2. GRUNDFALL) 106
3.3.2.1 HALTEKRAFT F WIRKT UNTER BELIEBIGEM ZUGWINKEL 106
3.3.2.2 HALTEKRAFT F WIRKT PARALLEL ZUR SCHIEFEN EBENE 107
3.3.2.3 HALTEKRAFT F WIRKT WAAGERECHT 109
3.3.3 VERSCHIEBEN DES KOERPERS NACH UNTEN (3. GRUNDFALL) 111
3.3.3.1 SCHUBKRAFT F WIRKT UNTER BELIEBIGEM SCHUBWINKEL 111 3.3.3.2
SCHUBKRAFT F WIRKT PARALLEL ZUR SCHIEFEN EBENE 112
3.3.3.3 SCHUBKRAFT F WIRKT WAAGERECHT 113
3.3.4 UEBUNGEN ZUR REIBUNG AUF DER SCHIEFEN EBENE 114
3.4 REIBUNG AN MASCHINENTEILEN IIS
3.4.1 PRISMENFUEHRUNG UND KEILNUT 115
3.4.2 ZYLINDERFUEHRUNG ! 116
3.4.3 LAGER 117
3.4.3.1 REIBUNG AM TRAGZAPFEN (QUERLAGER) 117
3.4.3.2 REIBUNG AM SPURZAPFEN (LAENGSLAGER) 118
3.4.3.3 UEBUNGEN ZUR TRAG-UND SPURZAPFENREIBUNG 119
3.4.4 SCHRAUBE UND SCHRAUBGETRIEBE 120
3.4.4.1 BEWEGUNGSSCHRAUBE MIT FLACHGEWINDE 120
3.4.4.2 BEWEGUNGSSCHRAUBE MIT SPITZ- ODER TRAPEZGEWINDE 121 3.4.4.3
BEFESTIGUNGSSCHRAUBE MIT SPITZGEWINDE 122
3.4.4.4 UEBUNGEN ZUR SCHRAUBE 123
3.4.5 SEILREIBUNG 125
3.4.5.1 GRUNDGLEICHUNG DER SEILREIBUNG 125
3.4.5.2 AUFGABENARTEN UND LOESUNGSANSAETZE 126
3.4.5.3 UEBUNGEN ZUR SEILREIBUNG 126
3.4.6 BREMSEN 129
3.4.6.1 BACKENBREMSEN 129
3.4.6.2 BANDBREMSEN 133
3.4.6.3 SCHEIBEN- UND KEGELBREMSEN 134
3.4.7 ROLLWIDERSTAND (ROLLREIBUNG) 135
3.4.8 FAHRWIDERSTAND 135
3.4.9 UEBUNGEN ZUM ROLLWIDERSTAND UND FAHRWIDERSTAND 136
3.4.10 ROLLE UND ROLLENZUG 139
3.4.10.1 FESTE ROLLE (LEIT-ODER UMLENKROLLE) 139
3.4.10.2 LOSE ROLLE 140
3.4.10.3 ROLLENZUG 142
3.4.10.4 UEBUNG ZUM ROLLENZUG 143
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS
XI
| 4 DYNAMIK 144
4.1 ALLGEMEINE BEWEGUNGSLEHRE 145
4.1.1 GROESSEN UND V, /-DIAGRAMM, ORDNUNG DER BEWEGUNGEN 145
4.1.2 UEBUNGEN MIT DEM V, F-DIAGRAMM 147
4.1.3 GESETZE UND DIAGRAMME DER GLEICHFOERMIGEN BEWEGUNG,
GESCHWINDIGKEITSBEGRIFF 149
4.1.4 GESETZE UND DIAGRAMME DER GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTEN (VERZOEGERTEN)
BEWEGUNG, BESCHLEUNIGUNGSBEGRIFF 151
4.1.5 ARBEITSPLAN ZUR GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTEN ODER VERZOEGERTEN
BEWEGUNG 154
4.1.6 FREIER FALL UND LUFTWIDERSTAND 158
4.1.6.1 FREIER FALL OHNE LUFTWIDERSTAND 158
4.1.6.2 LUFTWIDERSTAND 158
4.1.6.3 FREIER FALL MIT LUFTWIDERSTAND 159
4.1.7 UEBUNGEN ZUR GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTEN UND VERZOEGERTEN BEWEGUNG
161
4.1.8 ZUSAMMENGESETZTE BEWEGUNGEN 165
4.1.8.1 KENNZEICHEN DER ZUSAMMENGESETZTEN BEWEGUNG 165 4.1.8.2
UEBERLAGERUNGSPRINZIP 166
4.1.8.3 ZUSAMMENSETZEN UND ZERLEGEN VON WEGEN, GESCHWINDIGKEITEN UND
BESCHLEUNIGUNGEN 166
4.1.9 UEBUNGEN ZUR ZUSAMMENGESETZTEN BEWEGUNG 167
4.1.9.1 UEBERLAGERUNG VON ZWEI GLEICHFOERMIG GERADLINIGEN BEWEGUNGEN 167
4.1.9.2 UEBERLAGERUNG VON GLEICHFOERMIGER UND GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTER
BEWEGUNG 168
4.2 GLEICHFOERMIGE DREHBEWEGUNG (KREISBEWEGUNG) 177
4.2.1 DIE DREHZAHL N (UMDREHUNGSFREQUENZ) 177
4.2.2 DIE UMFANGSGESCHWINDIGKEIT V U 178
4.2.3 RICHTUNG DER UMFANGSGESCHWINDIGKEIT V U 178
4.2.4 UMFANGSGESCHWINDIGKEIT V U UND DREHZAHL N 178
4.2.4.1 ZAHLENWERTGLEICHUNGEN FUER DIE UMFANGS GESCHWINDIGKEIT 179
4.2.5 UMFANGSGESCHWINDIGKEIT UND MITTELPUNKTSGESCHWINDIGKEIT 179 4.2.6
DIE WINKELGESCHWINDIGKEIT CO 180
4.2.7 WINKELGESCHWINDIGKEIT UND UMFANGSGESCHWINDIGKEIT 180 4.2.7.1
ZAHLENWERTGLEICHUNG FUER DIE WINKELGESCHWINDIGKEIT 181 4.2.8 BAUGROESSEN
UND GROESSEN DER BEWEGUNG IN GETRIEBEN 181
4.2.9 UEBERSETZUNG I (UEBERSETZUNGSVERHAELTNIS) 182
4.3 GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTE (VERZOEGERTE) DREHBEWEGUNG 183
4.3.1 GEGENUEBERSTELLUNG DER ALLGEMEINEN GROESSEN MIT DEN ENTSPRECHENDEN
KREISGROESSEN 183
IMAGE 6
XII INHALTSVERZEICHNIS
4.3.2 WINKELBESCHLEUNIGUNG A 184
4.3.3 DER DREHWINKEL IM EU, /-DIAGRAMM 184
4.3.4 DIE TANGENTIALBESCHLEUNIGUNG A T 185
4.3.5 ARBEITSPLAN ZUR KREISBEWEGUNG (VEI^LEICH MIT ABSCHNITT 4.1.5) 185
4.4 DYNAMIK DER GERADLINIGEN BEWEGUNG (TRANSLATION) 189
4.4.1 DAS TRAEGHEITSGESETZ (BEHARRUNGSGESETZ), ERSTES NEWTON'SCHES AXIOM
189
4.4.2 MASSE, GEWICHTSKRAFT UND DICHTE 190
4.4.3 DAS DYNAMISCHE GRUNDGESETZ, ZWEITES NEWTON'SCHES AXIOM 192 4.4.4
DIE GESETZLICHE UND INTERNATIONALE EINHEIT FUER DIE KRAFT 194
4.4.5 UEBUNGEN ZUM DYNAMISCHEN GRUNDGESETZ 194
4.4.6 PRINZIP VON D'ALEMBERT 196
4.4.7 ARBEITSPLAN ZUM PRINZIP VON D'ALEMBERT 198
4.4.8 UEBUNGEN ZUM PRINZIP VON D'ALEMBERT 198
4.4.9 IMPULS (BEWEGUNGSGROESSE) UND IMPULSERHALTUNGSSATZ 203
4.5 ARBEIT, LEISTUNG, WIRKU NGSGRAD 204
4.5.1 ARBEIT WEINER KONSTANTEN KRAFT F 204
4.5.2 ZEICHNERISCHE DARSTELLUNG DER ARBEIT W 205
4.5.3 FEDERARBEIT W F (FORMAENDERUNGSARBEIT) ALS ARBEIT EINER
VERAENDERLICHEN KRAFT 206
4.5.4 UEBUNGEN MIT DER GROESSE ARBEIT 207
4.5.5 MECHANISCHE LEISTUNG P 210
4.5.6 WIRKUNGSGRAD RJ 211
4.5.7 UEBUNGEN MIT DEN GROESSEN ARBEIT, LEISTUNG, WIRKUNGSGRAD 213
4.6 ARBEIT, LEISTUNG, WIRKUNGSGRAD BEI DER DREHBEWEGUNG (KREISBEWEGUNG)
214
4.6.1 GEGENUEBERSTELLUNG DER ALLGEMEINEN GROESSEN MIT DEN ENTSPRECHENDEN
KREISGROESSEN 214
4.6.2 DREHARBEIT W ROT (ROTATIONSARBEIT) 215
4.6.3 DREHLEISTUNG ^ (ROTATIONSLEISTUNG) 216
4.6.4 ZAHLENWERTGLEICHUNG FUER DIE DREHLEISTUNG P^ 216
4.6.5 WIRKUNGSGRAD, DREHMOMENT UND UEBERSETZUNG 217
4.6.6 UEBUNGEN ZU ARBEIT, LEISTUNG, WIRKUNGSGRAD UND UEBERSETZUNG BEI
DREHBEWEGUNG 217
4.7 ENERGIE 219
4.7.1 ENEIGIE - BEGRIFFSBESTIMMUNG UND EINHEIT 219
4.7.2 POTENZIELLE ENERGIE UND HUBARBEIT W H 220
4.7.3 KINETISCHE ENERGIE EIUEN UND BESCHLEUNIGUNGSARBEIT W A 221 4.7.4
SPANNUNGSENERGIE E S UND FORMAENDERUNGSARBEIT W F 221
4.7.5 ENERGIEERHALTUNGSSATZ FUER TECHNISCHE VORGAENGE 222
4.7.6 UEBUNGEN ZUM ENERGIEERHALTUNGSSATZ 223
IMAGE 7
INHALTSVERZEICHNIS XIII
4.8 GERADER ZENTRISCHER STOSS 225
4.8.1 STOSSBEGRIFF, KRAEFTE UND GESCHWINDIGKEITEN BEIM STOSS 225
4.8.2 MERKMALE DES GERADEN ZENTRISCHEN STOSSES 225
4.8.3 ELASTISCHER STOSS 226
4.8.4 UNELASTISCHER STOSS 228
4.8.4.1 SCHMIEDEN UND NIETEN 228
4.8.4.2 RAMMEN VON PFAEHLEN, EINTREIBEN VON KEILEN 229
4.8.5 WIRKLICHER STOSS 229
4.8.6 UEBUNGEN ZUM GERADEN ZENTRISCHEN STOSS 231
4.9 DYNAMIK DER DREHBEWEGUNG (ROTATION) 233
4.9.1 DAS DYNAMISCHE GRUNDGESETZ FUER DIE DREHBEWEGUNG 233
4.9.2 TRAEGHEITSMOMENT J UND TRAEGHEITSRADIUS I 234
4.9.2.1 DEFINITION DES TRAEGHEITSMOMENTS 234
4.9.2.2 UEBUNG ZUM TRAEGHEITSMOMENT 235
4.9.2.3 VERSCHIEBESATZ (STEINER'SCHER SATZ) 237
4.9.2.4 REDUZIERTE MASSE M R I UND TRAEGHEITSRADIUS I 239
4.9.3 UEBUNG ZUM DYNAMISCHEN GRUNDGESETZ FUER DIE DREHUNG 240
4.9.4 DREHIMPULS (DRALL) UND IMPULSERHALTUNGSSATZ FUER DIE DREHUNG 240
4.9.5 KINETISCHE ENERGIE ERAT (ROTATIONSENERGIE) 241
4.9.6 ENERGIEERHALTUNGSSATZ FUER DREHUNG 242
4.9.7 FLIEHKRAFT 243
4.9.7.1 ZENTRIPETALBESCHLEUNIGUNG UND ZENTRIPETALKRAFT 243 4.9.7.2
UEBUNGEN ZUR FLIEHKRAFT 244
4.9.8 GEGENUEBERSTELLUNG DER TRANSLATORISCHEN UND ROTATORISCHEN GROESSEN
246
4.10 MECHANISCHE SCHWINGUNGEN 247
4.10.1 BEGRIFF 247
4.10.2 ORDNUNGSBEGRIFFE 247
4.10.3 DIE HARMONISCHE SCHWINGUNG 247
4.10.3.1 DIE BEWEGUNGSGESETZE DER HARMONISCHEN SCHWINGUNG 247
4.10.3.1.1 AUSLENKUNG-ZEIT-GESETZ 248
4.10.3.1.2 GESCHWINDIGKEIT-ZEIT-GESETZ 248
4.10.3.1.3 BESCHLEUNIGUNG-ZEIT-GESETZ 248
4.10.3.2 DIE GRAPHEN DER HARMONISCHEN SCHWINGUNG 249
4.10.3.3 ZUSAMMENSTELLUNG DER WICHTIGSTEN GROESSEN UND GLEICHUNGEN DER
HARMONISCHEN SCHWINGUNG 250
4.10.3.4 RUECKSTELLKRAFT F R , RICHTGROESSE D UND LINEARES KRAFTGESETZ BEI
DER HARMONISCHEN SCHWINGUNG 251
4.10.4 DAS SCHRAUBENFEDERPENDEL 252
4.10.4.1 RUECKSTELLKRAFT F R UND FEDERRATE R . 252
4.10.4.2 PERIODENDAUER T DES SCHRAUBENFEDERPENDELS 254
4.10.5 DAS TORSIONSFEDERPENDEL 255
4.10.5.1 FEDERRATE R , RUECKSTELLMOMENT A/R UND PERIODEN DAUER T 255
IMAGE 8
XIV INHALTSVERZEICHNIS
4.10.5.2 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG VON TRAEGHEITS MOMENTEN J AUS DER
PERIODENDAUER 256
4.10.6 DAS SCHWEREPENDEL (FADENPENDEL) 257
4.10.7 SCHWINGUNG EINER FLUESSIGKEITSSAEULE 258
4.10.8 ANALOGIEBETRACHTUNG ZUM SCHRAUBENFEDERPENDEL,
TORSIONSFEDERPENDEL, SCHWEREPENDEL UND ZUR SCHWINGENDEN
FLUESSIGKEITSSAEULE 259
4.10.9 DAEMPFUNG, ENERGIEZUFUHR, ERZWUNGENE SCHWINGUNG, RESONANZ 259
4.10.9.1 DAEMPFUNG 259
4.10.9.2 ENERGIEMINDERUNG DURCH DAEMPFUNG 260
4.10.9.3 ENERGIEZUFUHR 260
4.10.9.4 DIE ERZWUNGENE SCHWINGUNG UND RESONANZ 261
4.10.9.5 DAS AMPLITUDEN-FREQUENZ-DIAGRAMM 262
: 5 FESTIGKEITSLEHRE 263
5.1 GRUNDBEGRIFFE 265
5.1.1 DIE AUFGABE DER FESTIGKEITSLEHRE 265
5.1.2 DAS SCHNITTVERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DES INNEREN KRAEFTESYSTEMS 266
5.1.3 SPANNUNG UND BEANSPRUCHUNG 267
5.1.4 DIE BEIDEN SPANNUNGSARTEN (NORMALSPANNUNG A UND SCHUBSPANNUNG R)
268
5.1.5 DIE FUENF GRUNDBEANSPRUCHUNGSARTEN 269
5.1.5.1 ZUGBEANSPRUCHUNG (ZUG) 269
5.1.5.2 DRUCKBEANSPRUCHUNG (DRUCK) 270
5.1.5.3 ABSCHERBEANSPRUCHUNG (ABSCHEREN) 270
5.1.5.4 BIEGEBEANSPRUCHUNG (BIEGUNG) 270
5.1.5.5 TORSIONSBEANSPRUECHUNG (TORSION, VERDREHUNG) 271 5.1.5.6
KURZZEICHEN FUER SPANNUNG UND BEANSPRUCHUNG 271 5.1.6 DIE
ZUSAMMENGESETZTE BEANSPRUCHUNG 271
5.1.7 BESTIMMEN DES INNEREN EBENEN KRAEFIESYSTEMS (SCHNITTVERFAHREN) UND
DER BEANSPRUCHUNGSARTEN 272
5.1.7.1 DAS ALLGEMEINE INNERE KRAEFTESYSTEM 272
5.1.7.2 ARBEITSPLAN ZUR BESTIMMUNG DES INNEREN KRAEFTESYSTEMS UND DER
BEANSPRUCHUNGSARTEN 273
5.1.7.3 UEBUNGENZUMSCHNITTVERFAHREN 273
5.2 BEANSPRUCHUNG AUF ZUG 279
5.2.1 SPANNUNG 279
5.2.2 ERKENNEN DES GEFAEHRDETEN QUERSCHNITTS IN ZUGBEANSPRUCHTEN
BAUTEILEN 279
5.2.2.1 PROFILSTAEBE MIT QUERBOHRUNG 280
5.2.2.2 ZUGLASCHEN 280
5.2.2.3 ZUGSCHRAUBEN 280
IMAGE 9
INHALTSVERZEICHNIS XV
5.2:2.4 HERABHAENGENDE STAEBE ODER SEILE 281
5.2.2.5 KETTEN 281
5.2.3 ELASTISCHE FORMAENDERUNG (HOOKE'SCHES GESETZ) 281
5.2.3.1 VERLAENGERUNG A/ UND DEHNUNG E 282
5.2.3.2 QUERDEHNUNG E Q 282
5.2.3.3 POISSON-ZAHL FI 283
5.2.3.4 DAS HOOKE'SCHE GESETZ 283
5.2.3.5 WAERMESPANNUNG 284
5.2.3.6 FORMAENDERUNGSARBEIT W F 284
5.2.4 REISSLAENGE 285
5.3 BEANSPRUCHUNG AUF DRUCK 286
5.4 UEBUNGEN ZUR ZUG- UND DRUCKBEANSPRUCHUNG 287
5.5 FLAECHENPRESSUNG 289
5.5.1 BEGRIFF UND HAUPTGLEICHUNG 289
5.5.2 FLAECHENPRESSUNG AN GENEIGTEN FLAECHEN 289
5.5.3 FLAECHENPRESSUNG AM GEWINDE 291
5.5.4 FLAECHENPRESSUNG IN GLEITLAGERN, NIET- UND BOLZENVERBINDUNGEN .
292 5.5.5 FLAECHENPRESSUNG AN GEWOELBTEN FLAECHEN (HERTZ'SCHE GLEICHUNGEN)
293
5.5.5.1 PRESSUNG ZWISCHEN KUGEL UND EBENE ODER ZWISCHEN ZWEI KUGELN 293
5.5.5.2 PRESSUNG ZWISCHEN ZYLINDER UND EBENE ODER ZWISCHEN ZWEI
ZYLINDERN 293
5.5.6 UEBUNGEN ZUR FLAECHENPRESSUNG 294
5.6 BEANSPRUCHUNG AUF ABSCHEREN 296
5.6.1 SPANNUNG 296
5.6.2 ELASTISCHE FORMAENDERUNG (HOOKE'SCHES GESETZ FUER SCHUB) 298
5.7 FLAECHENMOMENTE 2. GRADES I UND WIDERSTANDSMOMENTE W 304 5.7.1
GLEICHMAESSIGE UND LINEARE SPANNUNGSVERTEILUNG (GEGENUEBERSTELLUNG) 304
5.7.2 DEFINITION DER FLAECHENMOMENTE 2. GRADES 305
5.7.3 HERLEITUNGSUEBUNG 306
5.7.4 UEBUNGEN MIT FLAECHEN- UND WIDERSTANDSMOMENTEN EINFACHER
QUERSCHNITTE 307
5.7.5 AXIALE FLAECHENMOMENTE 2. GRADES SYMMETRISCHER QUERSCHNITTE 313
5.7.6 AXIALE FLAECHENMOMENTE 2. GRADES UNSYMMETRISCHER QUERSCHNITTE
(STEINER'SCHER VERSCHIEBESATZ) 314
5.7.6.1 ERSTE HERLEITUNG DES STEINER'SCHEN SATZES 315
5.7.6.2 ZWEITE HERLEITUNG DES STEINER'SCHEN SATZES 316
IMAGE 10
XVI
INHALTSVERZEICHNIS
5.7.6.3 ARBEITSPLAN ZUR BERECHNUNG AXIALER FLAECHEN MOMENTE 2. GRADES
317
5.7.7 UEBUNGEN MIT FLAECHEN- UND WIDERSTANDSMOMENTEN ZUSAMMENGESETZTER
QUERSCHNITTE 317
5.8 BEANSPRUCHUNG AUF TORSION 322
5.8.1 SPANNUNGSVERTEILUNG 322
5.8.2 HERLEITUNG DER TORSIONS-HAUPTGLEICHUNG 323
5.8.3 FORMAENDERUNG BEI TORSION 325
5.8.4 FORMAENDERUNGSARBEIT W F 326
5.9 BEANSPRUCHUNG AUF BIEGUNG 329
5.9.1 SPANNUNGSARTEN UND INNERES KRAEFTESYSTEM BEI BIEGETRAEGEM 329 5.9.2
BESTIMMUNG DER BIEGEMOMENTE UND QUERKRAEFTE AN BELIEBIGEN TRAEGERSTELLEN
330
5.9.3 SPANNUNGSVERTEILUNG IM TRAEGERQUERSCHNITT 330
5.9.4 HERLEITUNG DER BIEGE-HAUPTGLEICHUNG 331
5.9.5 SPANNUNGSVERTEILUNG IM EINFACH SYMMETRISCHEN QUERSCHNITT 333 5.9.6
GUELTIGKEITSBEDINGUNGEN FUER DIE BIEGE-HAUPTGLEICHUNG 333 5.9.7 UEBUNGEN
ZUR BERECHNUNG DES BIEGEMOMENTEN- UND QUERKRAFT VERLAUFS BEI DEN
WICHTIGSTEN TRAEGERARTEN UND BELASTUNGEN 334
5.9.7.1 FREITRAEGER MIT EINZELLAST 334
5.9.7.2 FREITRAEGER MIT MEHREREN EINZELLASTEN 335
5.9.7.3 FREITRAEGER MIT KONSTANTER STRECKENLAST (GLEICHMAESSIG VERTEILTE
STRECKENLAST) 336
5.9.7.4 FREITRAEGER MIT MISCHLAST (EINZELLAST UND KONSTANTE STRECKENLAST)
337
5.9.7.5 STUETZTRAEGER MIT EINZELLAST 338
5.9.7.6 STUETZTRAEGER (KRAGTRAEGER) MIT MEHREREN EINZELLASTEN 339 5.9.7.7
STUETZTRAEGER (KRAGTRAEGER) MIT KONSTANTER STRECKENLAST 341 5.9.7.8
STUETZTRAEGER MIT MISCHLAST (EINZELLAST UND KONSTANTE STRECKENLAST) 343
5.9.8 TRAEGER GLEICHER BIEGESPANNUNG 344
5.9.8.1 ALLGEMEINE ANFORMUNGSGLEICHUNG 344
5.9.8.2 ACHSEN UND WELLEN 344
5.9.8.3 BIEGEFEDER MIT RECHTECKQUERSCHNITT 345
5.9.8.4 KONSOLTRAEGER MIT EINZELLAST 346
5.9.8.5 KONSOLTRAEGER MIT STRECKENLAST 346
5.9.9 FORMAENDERUNG BEI BIEGUNG 347
5.9.9.1 KRUEMMUNGSRADIUS, KRUEMMUNG 347
5.9.9.2 ALLGEMEINE DURCHBIEGUNGSGLEICHUNG 348
5.9.9.3 NEIGUNGSWINKEL DER BIEGELINIE 349
5.9.10 UEBUNGEN ZUR DURCHBIEGUNGSGLEICHUNG 350
5.10 BEANSPRUCHUNG AUF KNICKUNG 352
5.10.1 GRUNDBEGRIFFE 352
5.10.2 ELASTISCHE KNICKUNG (EULERFALL) 353
IMAGE 11
INHALTSVERZEICHNIS XVUE
5.10.3 UNELASTISCHE KNICKUNG (TETMAJERFALL) 356
5.10.4 ARBEITSPLAN FUER KNICKUNGSAUFGABEN 357
5.10.5 KNICKUNG IM STAHLBAU 360
5.10.5.1 VORSCHRIFTEN 360
5.10.5.2 TRAGSICHERHEITSNACHWEIS BEI EINTEILIGEN KNICKSTAEBEN 360
5.10.5.3 HERLEITUNG EINER ENTWURFSFORMEL 360
5.10.5.4 ARBEITSPLAN (AP) ZUM TRAGSICHERHEITSNACHWEIS 360 5.10.5.5
ZUSAMMENGESETZTE KNICKSTAEBE 363
5.11 ZUSAMMENGESETZTE BEANSPRUCHUNG 366
5.11.1 ZUG UND BIEGUNG 366
5.11.2 DRUCK UND BIEGUNG 367
5.11.3 UEBUNG ZUR ZUSAMMENGESETZTEN BEANSPRUCHUNG DURCH NORMALSPANNUNGEN
368
5.11.4 BIEGUNG UND TORSION 369
5.11.4.1 FESTIGKEITSHYPOTHESEN UND VEIGLEICHSSPANNUNG CT V 369 5.11.4.2
VERGLEICHSMOMENT M V 370
5.11.4.3 UEBUNG ZU BIEGUNG UND TORSION 371
5.12 FESTIGKEIT, ZULAESSIGE SPANNUNG, SICHERHEIT 376
5.12.1 FESTIGKEITSWERTE IM SPANNUNGS-DEHNUNGS-DIAGRAMM 376 5.12.2
EINFLUESSE AUF DIE FESTIGKEIT DES BAUTEILS 377
5.12.2.1 BEANSPRUCHUNGSART UND FESTIGKEIT 377
5.12.2.2 TEMPERATUR UND FESTIGKEIT 377
5.12.2.3 BELASTUNGSART UND FESTIGKEIT 377
5.12.2.4 GESTALT UND DAUERFESTIGKEIT 379
5.12.3 SPANNUNGSBEGRIFFE 381
5.12.3.1 NENNSPANNUNG 381
5.12.3.2 OERTLICHE SPANNUNG 381
5.12.3.3 ZULAESSIGE SPANNUNG 381
5.12.3.4 BERECHNUNGEN IM BUCH 382
5.12.3.5 PRAKTISCHE FESTIGKEITSBERECHNUNGEN IM MASCHINENBAU . 382
5.12.4 DAUERBRUCHSICHERHEIT 383
5.12.4.1 SICHERHEIT SO BEI RUHENDER BELASTUNG 383
5.12.4.2 SICHERHEIT S D BEI DYNAMISCHER BELASTUNG 383
5.12.5 UEBUNGEN ZUR DAUERFESTIGKEIT 384
| 6 FLUIDMECHANIK 387
6.1 STATIK DER FLUESSIGKEITEN (HYDROSTATIK) 387
6.1.1 EIGENSCHAFTEN DER FLUESSIGKEITEN 387
6.1.2 HYDROSTATISCHER DRUCK (FLUESSIGKEITSDRUCK, HYDRAULISCHE PRESSUNG)
388
6.1.3 DRUCKVERTEILUNG IN EINER FLUESSIGKEIT OHNE BERUECKSICHTIGUNG DER
SCHWERKRAFT, DAS DRUCK-AUSBREITUNGSGESETZ 388
IMAGE 12
XVM
INHALTSVERZEICHNIS
6.1.4 ANWENDUNGEN DES DRUCK-AUSBREITUNGSGESETZES 389
6.1.4.1 HYDRAULISCHER HEBEBOCK 389
6.1.4.2 DRUCKKRAFT AUF GEWOELBTE BOEDEN 391
6.1.4.3 BEANSPRUCHUNG EINER KESSEL- ODER ROHRLAENGSNAHT 391 6.1.4.4
HYDRAULISCHE PRESSE 392
6.1.5 DRUCKVERTEILUNG IN EINER FLUESSIGKEIT UNTER BERUECKSICHTIGUNG DER
SCHWERKRAFT 393
6.1.6 KOMMUNIZIERENDE ROEHREN 395
6.1.7 BODENKRAFT 395
6.1.8 SEITENKRAFT 396
6.1.9 AUFTRIEBSKRAFT 398
6.1.10 SCHWIMMEN 399
6.1.11 GLEICHGEWICHTSLAGEN SCHWIMMENDER KOERPER 400
6.1.12 STABILITAET EINES SCHIFFES 401
6.2 DYNAMIK DER FLUIDE (HYDRODYNAMIK, STROEMUNGSMECHANIK) 403 6.2.1
UEBERSICHT 403
6.2.2 ERHALTUNGSSAETZE DER STROEMUNG 404
6.2.2.1 MASSENERHALTUNGSSATZ (KONTINUITAETSGLEICHUNG) 404 6.2.2.2
ENERGIEERHALTUNGSSATZ (BEMOULLI'SCHE GLEICHUNG) 406 6.2.2.2.1
HORIZONTALE STROEMUNG (STROEMUNG OHNE HOEHENUNTERSCHIED) 406 6.2.2.2.2
NICHTHORIZONTALE STROEMUNG
(STROEMUNG MIT HOEHENUNTERSCHIED) 407
6.2.2.2.3 ANWENDUNG DER BEMULLIGLEICHUNG 408
6.2.2.3 IMPULSERHALTUNGSSATZ 413
6.2.3 STROEMUNG IN ROHRLEITUNGEN 417
SACHWORTVERZEICHNIS 419 |
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