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Über dieses Buch

In diesem Lehrbuch werden folgende Themengebiete abgedeckt: Kinematik, Massenpunkt- und Starrkörperkinetik, Mehrkörpersysteme und schwingungsfähige Systeme – einschließlich ausgewählter Fragestellungen der sogenannten Maschinendynamik. Dabei liegt der Fokus auf den analytischen Lösungsmethoden. Zudem wird die praktische Relevanz der Dynamik mit einem wissenschaftlich-theoretischen Fundament verknüpft. Alle hierfür nötigen Herleitungen sind im Text integriert und in ausführlicher Form erklärt. Um den Komplex der Dynamik zu erfassen, werden einfache Beispiele mit verschiedenen Ansätzen gerechnet und auf Vor-/Nachteile verglichen. Jene Aufgaben sind derart strukturiert, dass man die Vorgehensweise bei der Lösungsfindung anhand eingängiger Konstellationen leicht nachvollziehen kann – wie beispielsweise bei der Wahl eines zweckmäßigen Koordinatensystems. Folglich ist das Buch Grundlagenlektüre und Nachschlagewerk zugleich, für alle, die sich die Theorie technischer Bewegungsvorgänge erarbeiten wollen.

Ein eigenes Übungskapitel mit „gemischten Arbeitspaketen“ rundet das Lehrbuch ab; für alle Aufgaben ist eine Lösungsvariante skizziert und ausführlich kommentiert. Zur Vertiefung der Eigenschaften ausgewählter mechanischer Systeme werden virtuelle Modelle mit dem kostenlosen Tool SimulationX angeboten: Videos geben dabei einen hilfreichen Überblick und Simulationen können von den LeserInnen selbst ausgeführt, modifiziert und weiterentwickelt werden. Diese interaktiven Beispiele bieten damit auch einen spielerischen Zugang zur Welt der Technischen Dynamik, außerdem absolviert man nebenbei einen kleinen Crash-Kurs in SimulationX.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Kinematik

Zusammenfassung
Unter der Kinematik versteht man allgemein die Lehre von der geometrisch-zeitlichen Beschreibung von Bewegungen. Es wird also nur der Ort eines Körpers im Raum in Abhängigkeit der Zeit betrachtet. Auf wirkende Kräfte bzw. Momente als Ursache einer Bewegung wird dabei nicht eingegangen.
Martin Prechtl

Kapitel 2. Massenpunktkinetik

Zusammenfassung
In der Kinetik steht nun die Wechselwirkung von Kräften und Bewegungen, also die Untersuchung von Bewegungen auf Basis deren Ursache im Vordergrund. Zunächst kommt das einfachste Modell eines Körpers, das Modell des Massenpunktes zur Anwendung. Hierbei handelt es sich um eine Idealisierung/Abstrahierung, bei der die Ausdehnung eines Körpers ignoriert wird, d. h. man denkt sich die gesamte Masse in einem Punkt (z. B. Schwerpunkt) konzentriert.
Martin Prechtl

Kapitel 3. Kinetik des starren Körpers

Zusammenfassung
Das Modell des ideal starren Körpers (Grenzübergang des starren Massenpunktsystems, \(n\rightarrow \infty \)) lässt keinerlei Verformungen zu. Sehr wohl wird nun aber die räumliche Ausdehnung berücksichtigt. Ein freier starrer Körper besitzt im Raum sechs Freiheitsgrade: Drei Freiheitsgrade der Translation und ebenso drei der Rotation.
Martin Prechtl

Kapitel 4. Lagrangesche Methoden

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden ergänzende mathematische Methoden der Dynamik erläutert. Deren Bedeutung ist darin zu sehen, dass sie sich insbesondere zum Aufstellen der Bewegungsgleichung(en) bei „komplexen Systemen“ anbieten.
Martin Prechtl

Kapitel 5. Schwingungsfähige Systeme

Zusammenfassung
Unter Schwingungen versteht man ganz allgemein deterministische zeitliche Schwankungen einer sog. Zustandsgröße, die vorerst mit x bezeichnet wird;
Martin Prechtl

Kapitel 6. Ergänzende Beispiele

Zusammenfassung
In den Kap. 1 - 5 wurden Modelle und mathematische Methoden der Kinematik, Kinetik und Schwingungslehre in einer umfassenden Bandbreite dargestellt, studiert und angewandt.
Martin Prechtl

Kapitel 7. Übungen mit Lösungsskizzen

Zusammenfassung
Die folgenden Aufgaben unterliegen keiner Systematik, sie sind „willkürlich ausgewählt“ und dienen der Wiederholung sowie Überprüfung, ob die Zusammenhänge erfasst sind.
Martin Prechtl

Backmatter

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