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Über dieses Buch

In diesem besonderen Lehrbuch werden wir verstärkt auf die Anwendung der Technischen Mechanik eingehen und somit den Stoff verständlicher darstellen. Sie befinden sich im Ingenieurstudium und fühlen sich von der Technischen Mechanik regelrecht überfordert? Dann versuchen Sie es doch mal auf eine andere Art. Mit einfachen Beschreibungen, ausführlichen und detaillierten Erklärungen, kleinschrittigen Vorgehensweisen, Schritt-für-Schritt-Anleitungen und animierten Beispielen (durch QR-Codes mit dem Smartphone abrufbar) wird dieses Buch dabei helfen, die Technische Mechanik zu verstehen und zu durchdringen. Darüber hinaus sollen vorgerechnete Beispiele mit Musterlösung dabei unterstützen, die Übungsaufgaben zum selber rechnen erfolgreich zu lösen. Zusätzlich dient das Repetitorium als Lernleitfaden und ideale Wiederholung vor der Prüfung. Alle prüfungsrelevanten Inhalte der Kapitel sind hier noch einmal in Stichpunkten zusammengefasst. Wir haben zudem großen Wert auf eine einfache Vermittlung und gute Lesbarkeit des Lehrstoffes gelegt, um Sie bestmöglich beim Erlernen der Technischen Mechanik zu unterstützen. Der Inhalt orientiert sich dabei an den typischen Mechanikkursen deutschsprachiger Hochschulen. Neben dem Einstieg für Studierende soll das Buch auch als Nachschlagewerk für Praktiker in der Industrie als Hilfe dienen, um erlerntes Wissen der Technischen Mechanik wieder neu aufzufrischen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einführung in die Elastostatik

Nachdem wir uns im ersten Band mit der Stereostatik eingehend befasst haben, folgt nun im zweiten Band die Elastostatik. Auch hier wollen wir uns zu Beginn mit einem Überblick sowie mit einigen wichtigen Grundbegriffen vertraut machen, bevor wir in das Fachgebiet der Elastostatik einsteigen.
Christian Spura

Kapitel 2. Belastungs- und Spannungsarten

In diesem Kapitel beschäftigen wir uns mit den grundlegenden Belastungsarten, denen ein Körper unterworfen werden kann. Mit diesen verschiedenen Belastungsarten ergeben sich entsprechende Spannungsarten, welche im Inneren des Körpers wirken und eine Materialbeanspruchung hervorrufen.
Christian Spura

Kapitel 3. Spannungszustand

Durch die von außen an einem Bauteil angreifende Belastung entsteht im Inneren des Bauteils ein bestimmter Spannungszustand. Dieser Spannungszustand ist von der äußeren Belastung, dem Ort des betrachteten Schnittes im Bauteil sowie vom Winkel des betrachteten Schnittes abhängig. Zudem können im Spannungszustand alle Arten von Spannungen enthalten sein.
Christian Spura

Kapitel 4. Verzerrungszustand

Greift eine äußere Belastung an einem Bauteil an, so entsteht im Inneren des Bauteils ein bestimmter Spannungszustand. Des Weiteren wird sich durch die äußere Belastung und die inneren Spannungen das Bauteil deformieren bzw. verformen. Daher ergibt sich, analog zum Spannungszustand, ein entsprechender Verformungs- bzw.
Christian Spura

Kapitel 5. Elastizitätsgesetz

Das Elastizitätsgesetz, auch Stoff- oder Materialgesetz genannt, beschreibt den Zusammenhang zwischen den Spannungen und Verzerrungen. Sind also die im Bauteil wirkenden Spannungen bekannt (Berechnung mittels Gleichgewichtsund Äquivalenzbedingungen), lassen sich mithilfe des Elastizitätsgesetzes die entstehenden Verzerrungen des Bauteils berechnen. Werden die entsprechenden Gleichungen umgestellt, ist auch der umgekehrte Fall möglich.
Christian Spura

Kapitel 6. Festigkeitshypothesen

Ein Bauteil kann grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten versagen. Zum einen durch einen Trennbruch, auch mit sprödem Versagen bezeichnet. Zum anderen durch einen Schubbzw.
Christian Spura

Kapitel 7. Stäbe und Stabsysteme

Einen Stab kennen wir als ein langes schlankes Bauteil, welches auf Zug oder Druck belastet wird. Eine Querkraft kann ein Stab nicht aufnehmen. Grundsätzlich kann es sich bei einem Stab um einen homogenen oder inhomogenen Stab handeln.
Christian Spura

Kapitel 8. Flächenträgheitsmomente

Das Flächenträgheitsmoment, auch Flächenmoment 2. Ordnung genannt, ist eine rein geometrische Größe und hängt ausschließlich vom Querschnitt eines Balkens ab. Anwendung findet das Flächenträgheitsmoment bei der Berechnung der Durchbiegung, den auftretenden Spannungen infolge Biegung, Schub und Torsion eines Balkens sowie bei Stabilitätsuntersuchungen (Knicken, Beulen). Das Flächenträgheitsmoment beschreibt somit den Widerstand einer Fläche gegen eine bestimmte Belastung.
Christian Spura

Kapitel 9. EULER-BERNOULLI-Balkentheorie (schubstarrer Balken)

Die Balkentheorie beschreibt das Verhalten von Balken unter äußeren Belastungen. Dazu werden die bisherigen Kenntnisse und Zusammenhänge der Technischen Mechanik zu einer übergreifenden Theorie zusammengefasst. Sinn und Zweck der Balkentheorie ist es, infolge der äußeren Belastung die im Inneren eines Balkens auftretenden Schnittgrößen (Querkraft und Biegemoment) sowie die damit einhergehenden Deformationen/Formänderungen (Balkenneigung und Balkendurchbiegung) berechnen zu können.
Christian Spura

Kapitel 10. TIMOSHENKO-Balkentheorie (schubweicher Balken)

Bei der TIMOSHENKO-Balkentheorie handelt es sich um eine Erweiterung der EULER-BERNOULLI-Balkentheorie. In der TIMOSHENKO-Balkentheorie werden Schubverformungen zugelassen, wodurch es zu zusätzlichen Deformationen kommt und die Steifigkeit des Balkens geringer wird. Dadurch wird die 1. BERNOULLI’sche Hypothese vom Senkrechtbleiben der Querschnitte jedoch nicht mehr erfüllt.
Christian Spura

Kapitel 11. Torsion

Eine Torsion entsteht, wenn ein Bauteil durch ein Moment um seine Längsachse belastet wird. Durch diese Belastung kommt es zu einer Verdrillung/Verdrehung des Bauteil. Die damit einhergehenden Schubspannungen wirken innerhalb der Bauteilquerschnittsfläche.
Christian Spura

Kapitel 12. Energiemethoden

Bei der Energiebetrachtung eines Tragwerks muss die durch die äußeren Kräfte und Momente eingeleitete Arbeit (Energie) mit der entsprechenden Formänderungsenergie der inneren Schnittgrößen im Gleichgewicht stehen. Der damit verbundene Arbeitssatz, welcher für statisch bestimmte Tragwerke gilt, erfährt eine Erweiterung für statisch unbestimmte Tragwerke. Diese Erweiterung geschieht mit den Sätzen von CASTIGLIANO und MENABREA. Dadurch lassen sich auch statisch unbestimmte Tragwerke sowie Lagerreaktionen und Verformungen berechnen.
Christian Spura

Kapitel 13. Zusammengesetzte Belastungen

In realen Bauteilen treten überweigend mehrere Belastungsarten gleichzeitig auf. Die damit verbundenen Beanspruchungen können einzeln, anhand der bisher behandelten Methoden berechnet werden. Anschließend erfolgt die Überlagerung oder auch Superposition aller Beanspruchungen.
Christian Spura

Backmatter

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