Mechanik und Festigkeitslehre - Aufgaben
- 2023
- Buch
- 9. Auflage
- Verfasst von
- Karlheinz Kabus
- Bernd Kretschmer
- Peter Möhler
- Verlag
- Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG
Über dieses Buch
Das Übungsbuch zum bewährten Standardwerk von Karlheinz Kabus Diese seit Jahrzehnten bewährte Aufgabensammlung zum Standardwerk „Mechanik und Festigkeitslehre“ greift in nahezu 1200 Aufgaben die Beispiele aus dem Lehrbuch auf. Es bietet dadurch eine ausgezeichnete Unterstützung und Ergänzung. Zahlreiche Abbildungen erleichtern das Verständnis der Aufgaben und ein steigender Schwierigkeitsgrad ermöglicht ein gezieltes Lernen nach eigenem Tempo. Der Lösungsteil enthält die Ergebnisse der Berechnungen und der eventuellen zeichnerischen Lösungen, bei Aufgaben, wo es zum Erreichen eindeutiger Werte sinnvoll erschien, wurden auch die Zwischenergebnisse und die verwendeten Tabellenwerte angegeben. In einem dritten Teil enthält das Übungsbuch Erläuterungen und Hinweise zum Lösungsweg jeder Aufgabe, sodass auch für Studienanfänger:innen und in der Praxis tätige Techniker:innen und Ingenieur:innen eine Möglichkeit zur schnellen Einarbeitung in die Berechnungsverfahren besteht.
Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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Aufgaben
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Frontmatter
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1. Einführung
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungDiese Aufgaben sollen vor allem den Lesern, die sich erstmalig in die Probleme der Technischen Mechanik einarbeiten wollen, Gelegenheit geben, mit einigen wichtigen Größen und Einheiten sowie mit deren Umrechnung, mit der Schreibweise von Größengleichungen und der Handhabung von Maßstäben für zeichnerische Lösungen vertraut zu werden. Die Ermittlung der Gewichtskraft FG aus der Masse m und der Fallbeschleunigung g sowie die Errechnung der Streckenlängen (Vektorlängen) für die Darstellung von Kräften sind dabei ebenfalls berücksichtigt worden (siehe MF Abschn. 2.1.1). -
2. Statik starrer Körper
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungZur Lösung der Aufgaben dieses Abschnitts ist für jede Aufgabe eine Skizze anzufertigen, die den oder die betreffenden Körper (Bauteile) im freigemachten Zustand in vereinfachter Darstellung zeigt. Dabei genügt es meistens, jedes Bauteil symbolisiert (z. B. durch eine Strecke) darzustellen. Kräfte sind mit Formelzeichen anzugeben, wenn die Kraftangriffsstelle durch Buchstaben gekennzeichnet ist. Wo der Schwerpunkt eines Bauteils (S0, S1, S2 usw.) angegeben wurde, ist auch die Gewichtskraft einzutragen. Reibungskräfte sind zu vernachlässigen. -
3. Ebene Fachwerke
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungAlle Aufgaben dieses Kapitels können rechnerisch, ggf. auch zeichnerisch gelöst werden. Zu den Aufgaben 3.1 und 3.5 ist bei den Ergebnissen auch der Cremonaplan dargestellt. Für die Aufgaben 3.7 bis 3.10 empfiehlt sich rechnerische Lösung nach dem Ritterschen Schnittverfahren. Bei den Ergebnissen sind nur die jeweils gefragten Stabkräfte angegeben. Selbstverständlich können auch alle übrigen ermittelt werden. -
4. Schwerpunkt
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungFür den in Bild 4.1 dargestellten homogenen Körper mit den Abmessungen a = 90 mm, b = 75 mm, c = 30 mm, d = 60 mm und h = 120 mm soll die Lage des Schwerpunktes bestimmt werden. Es sind zu ermitteln:1.Die Volumen V1 und V2,2.Die Abstände y1 und y2,3.Der Schwerpunktabstand y0 auf der Mittenachse. -
5. Reibung
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungZwecks Ermittlung von Reibungszahlen wurde ein 20 kg schwerer Körper durch eine Kraft von 26 N auf einer waagerechten Gleitbahn in Bewegung gebracht und mit 21 N gleichförmig weiterbewegt. -
6. Kinematik
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungFür ein Fahrzeug wurde während einer Geschwindigkeitskontrolle auf einer Strecke s1 = 1,8 km eine Zeit t = 45 s gemessen. Zu errechnen sind:1.Die konstante Geschwindigkeit v1 in km/h, mit der das Fahrzeug die Kontrollstrecke durchfuhr,2.Die Wegstrecke s2 in km, die während der Zeit t mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit v = 100 km/h zurückgelegt wird. -
7. Kinetik
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungDie Aufgaben dieses Kapitels können auf verschiedene Weise gelöst werden. Durch die Zwischenüberschriften soll lediglich auf einen Lösungsweg hingewiesen werden, der mit den unter gleicher Überschrift im Lehrbuch1) angegebenen Gleichungen möglich ist. Weitere Aufgaben, bei denen das Grundgesetz der Dynamik, das Prinzip von d’Alembert oder der Impulssatz anzuwenden sind, befinden sich im Abschnitt Arbeit, Energie, Leistung. Soweit nicht besonders darauf hingewiesen wird, sind Beschleunigungen und Verzögerungen grundsätzlich als gleichmäßig anzunehmen. -
8. Mechanische Schwingungen
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungEine Masse m = 2 kg wird an eine Schraubenfeder mit der Federrate k = 1,4 N/mm angehängt. Aus der sich einstellenden Ruhelage (Bild 8.1) erfolgt eine weitere Auslenkung durch eine Kraft F = 17 N. Nach plötzlicher Wegnahme dieser Kraft führt das System bei Vernachlässigung der Reibungseinflüsse freie ungedämpfte Schwingungen aus. Ohne Berücksichtigung der Federmasse sind zu bestimmen:1.Die Auslenkung sG der Feder durch die Masse m bis zur Ruhelage,2.Die Schwingungsamplitude \(\hat x\),3.Die Eigenkreisfrequenz w0, die Periodendauer T0 und die Frequenz f0 der Schwingung,4.Die Geschwindigkeit \(\dot x\) und die Beschleunigung \(\ddot x\) der Masse zur Zeit t1 = 2 s nach dem ersten Nulldurchgang,5.Die Auslenkung x der Masse t2 = 4 s nach dem ersten Nulldurchgang. -
9. Festigkeitslehre
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungAn dem Freiträger nach Bild 9.1 wirkt die Kraft F = 1,2 kN im Abstand l = 600 mm unter dem Winkel α = 60°. Das innere Kräftesystem im Einspannquerschnitt ist zu ermitteln. -
10. Hydromechanik
Karlheinz Kabus, Bernd Kretschmer, Peter MöhlerZusammenfassungDas in Bild 10.1 skizzierte Druckventil mit den Öffnungsdurchmessern da = 80 mm, di = 50 mm und einer Druckfeder mit der Federrate R = 40 N/mm ist als Sicherheitsventil in eine Druckleitung mit dem Nenndruck p = 85 bar eingebaut. Bei einer Überschreitung des Nenndrucks um 10% soll das Ventil öffnen.
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Ergebnisse
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Frontmatter
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Erläuterungen und Hinweise zu den Lösungen
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Frontmatter
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- Titel
- Mechanik und Festigkeitslehre - Aufgaben
- Verfasst von
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Karlheinz Kabus
Bernd Kretschmer
Peter Möhler
- Copyright-Jahr
- 2023
- Verlag
- Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG
- Electronic ISBN
- 978-3-446-47905-0
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-446-47905-0
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