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2022 | Buch

Stoff- und Formleichtbau

Leichter Einstieg mit eindimensionalen Strukturen

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Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch stellt die unterschiedlichen Leichtbaukonzepte anhand einfacher eindimensionaler Strukturen in sehr verständlicher Weise dar und ermöglicht einen leichten Einstieg in das Thema. Es werden nachvollziehbare Informationen und Hinweise zur Werkstoffauswahl und geometrischen Gestaltung von Bauteilen gegeben.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Einleitung und Motivation
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden verschiedene Motivationen gegeben, um sich mit dem Thema Leichtbau zu beschäftigen. Weiterhin wird kurz die deutschsprachige Literatur zum Thema vorgestellt und das aktuelle Werk eingeordnet.
Andreas Öchsner
2. Grundlagen der Festigkeitslehre
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die kontinuumsmechanischen Grundlagen von Stäben und verschiedenen Balken behandelt. Beim Stab wird zwischen Zug-, Druck- und Torsionsbelastung unterschieden. Anschließend werden die Balkentheorien nach Euler-Bernoulli, Timoshenko und Levinson behandelt. Das Kapitel schließt mit einer kurzen Beschreibung der Vergleichsspannungshypothesen nach von Mises und Tresca.
Andreas Öchsner
3. Stoffleichtbau
Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird der sogenannte Stoffleichtbau näher betrachtet. Hierbei wird das Leichtbaupotenzial hauptsächlich durch die Werkstoffauswahl bestimmt. Somit bleibt die Geometrie eines Bauteils zuerst unverändert. Mittels der Leichtbaukennzahl und der spezifischen Energieabsorption werden verschiedene Konfigurationen hinsichtlich ihres Leichtbaupotenzials beurteilt.
Andreas Öchsner
4. Formleichtbau
Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird der sogenannte Formleichtbau näher betrachtet. Hierbei wird das Leichtbaupotenzial hauptsächlich durch die Anpassung oder Optimierung des Querschnitts bestimmt. Somit bleibt der Werkstoff eines Bauteils zuerst unverändert. Mittels der Leichtbaukennzahl und der spezifischen Energieabsorption werden verschiedene Konfigurationen hinsichtlich ihres Leichtbaupotenzials beurteilt.
Andreas Öchsner
5. Sandwichelemente
Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird der sogenannte Stoff- und Formleichtbau näher betrachtet. Hierbei wird das Leichtbaupotenzial hauptsächlich durch eine geeignete Wahl und Kombination verschiedener Werkstoffe und deren Verteilung im Querschnitt bestimmt. Als typischer Vertreter wird der Sandwichbalken und dessen Grundlagen vorgestellt.
Andreas Öchsner
6. Grenzbeanspruchung
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die Grundlagen zum Stoff- und Formleichtbau weiter vertieft. Insbesondere werden die verschiedenen Versagensmechanismen von Sandwichbalken in Bezug auf Deckschichten, Kern und Zwischenschicht analysiert. Neben dem klassischen Versagen durch Erreichen der Fließgrenze oder der Festigkeit, werden globale und lokale Instabilitäten betrachtet.
Andreas Öchsner
7. Optimierung
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die Grundlagen zum Stoff- und Formleichtbau weiter vertieft. Insbesondere werden Ansätze zur Optimaldimensionierung von Sandwichbalken diskutiert. Bei der vorgestellten Optimierungsstrategie wird zwischen Zug- und Druckbelastung beziehungsweise Biegung unterschieden.
Andreas Öchsner
8. Weitere Leichtbaukonzepte und Berechnungsmethoden
Zusammenfassung
In diesem Kapitel wird kurz auf den Bedingungs-, Fertigungs- und Konzeptleichtbau eingegangen. Abschließend wird auf die Wichtigkeit von numerischen Tools bei der Analyse komplexer Strukturen hingewiesen.
Andreas Öchsner
9. Kurzlösungen zu den Übungsaufgaben
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden Kurzlösungen zu den Übungsaufgaben zusammengestellt. Hierbei werden nicht nur Endlösungen, sondern auch wichtige Zwischenschritte angegeben, damit die Lösungen nachvollzogen werden können.
Andreas Öchsner
10. Anhang
Zusammenfassung
Abstract
Andreas Öchsner
Backmatter
Metadaten
Titel
Stoff- und Formleichtbau
verfasst von
Andreas Öchsner
Copyright-Jahr
2022
Electronic ISBN
978-3-658-38587-3
Print ISBN
978-3-658-38586-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-38587-3

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