Maschinendynamik

Inhaltsverzeichnis

1. Frontmatter

2. Kapitel 1. Aufgaben und Gliederung der Maschinendynamik

   Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

   Zusammenfassung

   Aufgabe der Maschinendynamik ist es, die Erkenntnisse der Dynamik auf spezielle Probleme im Maschinenwesen anzuwenden. Ihre Entwicklung hängt eng mit den Entwicklungen im Maschinenbau zusammen.

3. Kapitel 2. Modellbildung und Kennwertermittlung

   Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

   Zusammenfassung

   Bei der Modellbildung wird ein reales System, das entweder virtuell entworfen ist oder bereits existiert, als physikalisches Objekt beschrieben. Daraus kann dann in weiteren Schritten eine mathematische Beschreibung entstehen. Das Modell muss, damit es valide Ergebnisse liefert, sowohl die richtigen Wirkungszusammenhänge abbilden als auch die richtigen Parameter und Kennwerte enthalten.

4. Kapitel 3. Dynamik der starren Maschine

   Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

   Zusammenfassung

   Eine „starre Maschine“ ist das einfachste Berechnungsmodell in der Maschinendynamik. Es lässt sich definieren als ein zwangläufiges System starrer Körper, dessen Bewegung bei gegebener Antriebsbewegung aufgrund holonomer Zwangsbedingungen eindeutig bestimmt ist. Dieses Berechnungsmodell ist anwendbar, wenn die in Wirklichkeit infolge der wirkenden Kräfte stets vorhandenen Deformationen so gering sind, dass sie die Bewegungen hinreichend wenig beeinflussen. Dabei wird auch vorausgesetzt, dass die Gelenke und Lager ideal spielfrei sind.

5. Kapitel 4. Fundamentierung und Schwingungsisolierung

   Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

   Zusammenfassung

   Maschinen im Betrieb verursachen oft Vibrationen des Aufstellortes und damit Störungen, Schäden sowie Belästigungen von Menschen. Solche Schäden, die tatsächlich oder vermeintlich durch Schwingungen entstanden sind, führen häufig zu Forderungen von Entschädigungen und zu gerichtlichen Auseinandersetzungen.

6. Kapitel 5. Torsionsschwinger und Schwingerketten

   Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

   Zusammenfassung

   Torsionsschwingungen in Kolbenmaschinen gehörten historisch gesehen zu den ersten Problemen der Maschinendynamik. Sie traten zunächst in Schiffsanlagen auf und wurden bereits 1902 von O. Frahm berechnet und gemessen.

7. Kapitel 6. Lineare Systeme mit mehreren Freiheitsgraden: Modellbildung und freie Schwingungen

   Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

   Zusammenfassung

   Viele Maschinen und     deren Baugruppen lassen sich auf ein lineares Berechnungsmodell mit endlich vielen Freiheitsgraden reduzieren.

8. Kapitel 7. Lineare Systeme mit mehreren Freiheitsgraden: Erzwungene Schwingungen

   Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

   Zusammenfassung

   Die Grundannahme bei der Behandlung erzwungener Schwingungen ist, dass die Erregerkräfte oder die kinematischen Erregungen, die auf ein mechanisches System wirken, explizit nur von der Zeit abhängen. Bei derartiger Modellierung wird keine Rückwirkung des Schwingers auf den Erreger zugelassen und ein unbegrenzt großer Energievorrat des Erregers angenommen.

9. Kapitel 8. Rotordynamik

   Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

   Zusammenfassung

   In Verbindung mit dem sich schnell entwickelnden Turbinenbau entstanden in den siebziger Jahren des 19. Jahrhunderts in England und Deutschland die ersten theoretischen Arbeiten, die sich mit der Bestimmung kritischer Drehzahlen von Wellen mit veränderlichen Querschnitten befassten. Kritische Drehzahlen sind solche Drehzahlen, bei denen eine Maschine mit Rücksicht auf ihre Betriebssicherheit nicht längere Zeit betrieben werden darf, weil gefährliche Resonanz- oder Instabilitätszustände auftreten.

10. Kapitel 9. Nichtlineare, selbsterregte und parametererregte Schwingungsphänomene

    Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

    Zusammenfassung

    In den vorangegangenen Kapiteln wurden im Wesentlichen lineare Schwingungssysteme betrachtet. Das hat den Grund, dass die Analyse linearer Systeme deutlich einfacher ist und sehr wertvolle, verallgemeinerte Ergebnisse über das Systemverhalten liefert.

11. Kapitel 10. Beziehungen zur Systemdynamik und Mechatronik

    Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

    Zusammenfassung

    Die Systemdynamik befasst sich mit Objekten, die aus unterschiedlichen Disziplinen stammen können, also nicht nur aus Mechanik und Elektrotechnik, sondern aus allen Gebieten der Physik, Chemie, Biologie, Medizin, Soziologie und Wirtschaftswissenschaften.

12. Kapitel 11. Regeln für dynamisch günstige Konstruktionen

    Michael Beitelschmidt, Hans Dresig

    Zusammenfassung

    Der Begriff „dynamisch günstige Konstruktion“ ist unscharf und vieldeutig. Es kann darauf ankommen, Material oder Energie (Antriebsleistung) zu sparen, übermäßigen Verschleiß oder Zerstörungen zu vermeiden, die Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Produktivität (Drehzahl) zu erhöhen, die Arbeitsbedingungen für die Menschen zu verbessern oder Schwingungen und Stoßkräfte für technologische Zwecke zu nutzen.

13. Backmatter