Technische Mechanik
Statik - Kinematik - Kinetik - Schwingungen - Festigkeitslehre
9. Auflage
Erschienen am 8. März 2021
454 Seiten
978-3-446-46952-5 (ISBN)
Beschreibung
Das erfolgreiche Lehrbuch ermöglicht Studenten des Maschinenbaus, der Elektrotechnik und der Mechatronik einen leichten Einstieg in die Technische Mechanik. Absolventen höherer technischer Lehranstalten und Technikerschulen hilft es bei der Vertiefung ihrer Kenntnisse. Das Buch besticht durch seine didaktische Aufbereitung: 474 Bilder, 275 Verständnisfragen, 104 Beispiellösungen, 116 Übungsaufgaben und 43 Prüfungsaufgaben.
Es besteht aus den drei Themenschwerpunkten:
- Statik
- Kinematik, Kinetik, Schwingungen
- Festigkeitslehre
Jedes Thema ist in sich abgeschlossen und kann unabhängig von den anderen erarbeitet werden. Ein umfangreicher Anhang mit Formeln, Tabellen und Diagrammen ist zum bequemen Nachschlagen in einem separaten Beiheft untergebracht.
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03/2021
9. Auflage
Hanser
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Inhalt
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- 9783446469525
- Titel
- Danksagung
- Allgemeines Vorwort
- Vorwort zur 9. Auflage
- Inhaltsverzeichnis
- TEIL 1: Statik
- 1 Begriffe, Grundgesetze,Grundaufgaben
- 1.1 Die Kraft
- 1.2 Masse und Gewichtskraft
- 1.3 Das Gleichgewichtsaxiom
- 1.4 Das Wechselwirkungsgesetz
- 1.5 Die Verschiebbarkeit der Kraft längs ihrer Wirkungslinie
- 1.6 Kräfteparallelogramm und Krafteck
- 1.7 Die Zerlegung einer Kraft nach zwei nicht parallelen Wirkungslinien
- 1.8 Das Hebelgesetz von ARISTOTELES und ARCHIMEDES
- 2 Die resultierende Kraft eines zentralen ebenen Kräftesystems
- 2.1 Graphische Lösung
- 2.2 Analytische Lösung
- 3 Kräftepaar und Moment einer Kraft
- 3.1 Das Kräftepaar
- 3.2 Das Gleichgewicht zweier Kräftepaare
- 3.3 Parallelverschiebung einer Kraft
- 3.4 Das Moment einer Kraft bezüglich eines Punktes
- 3.5 Darstellung und Eigenschaften des Moments
- 3.6 Das Moment einer Kraft in Bezug auf den Koordinatenursprung
- 4 Die resultierende Kraft eines nicht zentralen ebenen Kräftesystems
- 4.1 Parallele Kräfte
- 4.2 Beliebige Kräfte
- 5 Lagerung von Körpern
- 5.1 Freimachen eines Körpers
- 5.2 Lagerungsarten ebener Körper
- 6 Ebene Kräftesystemeim Gleichgewicht
- 6.1 Drei nichtparallele Kräfte
- 6.2 Zerlegung einer Kraft nach drei Wirkungslinien
- 6.3 Beliebiges ebenes Kräftesystem(einschließlich Einzelmomente)
- 7 Lagerreaktionen von typischen ebenen Tragwerken
- 7.1 Balken auf zwei Stützen
- 7.2 Der eingespannte Balken
- 7.3 GERBER-Träger
- 7.4 Dreigelenkbogen
- 8 Das räumliche Kräftesystem
- 8.1 Komponenten einer Kraft im kartesischen Koordinatensystem
- 8.2 Das Moment einer Kraft und seine kartesischen Komponenten
- 8.3 Resultierende Kraft und resultierendes Moment
- 8.4 Lagerung räumlicher Körper
- 8.5 Räumliche Kräftesysteme im Gleichgewicht
- 9 Der Schwerpunkt
- 9.1 Körperschwerpunkt
- 9.2 Flächenschwerpunkt
- 9.3 Die GULDINschen Regeln
- 10 Innere Kräfte und Momente
- 10.1 Gerader Balken auf zwei Stützen mit Belastung quer zur Balkenachse
- 10.2 Der eingespannte Balken
- 10.3 GERBER-Träger
- 10.4 Bogenträger
- 10.5 Ebene Rahmen ohne Verzweigung
- 10.6 Ebene Rahmen mit Verzweigung
- 10.7 Wellen
- 10.8 Beliebige räumliche Träger
- 11 Ebene, statisch bestimmte Fachwerke
- 12 Reibung
- 12.1 Haft- und Gleitreibung
- 12.2 Seil- und Riemenreibung
- 12.3 Rollreibung (Rollwiderstand)
- Prüfungsaufgaben
- Antworten zu den Fragen
- Ergebnisse der Übungsaufgaben
- Ergebnisse der Prüfungsaufgaben
- TEIL 2: Kinematik, Kinetik,Schwingungen
- 1 Einleitung
- 2 Ebene Punktbewegung
- 2.1 Bahn, Geschwindigkeit, Beschleunigung
- 2.2 Weg-Zeit-Diagramm
- 2.3 Grundaufgaben der Kinematik
- 2.4 Tangential- und Normalbeschleunigung
- 2.5 Drehbewegung - lineare Bewegung
- 2.5.1 Kreisbahn
- 2.5.2 Umwandlung einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung
- 2.6 Beschreibung der Bewegung in Polarkoordinaten
- 3 Räumliche Punktbewegung
- 4 Ebene Bewegung des starren Körpers
- 4.1 Translation (Parallelverschiebung)
- 4.2 Rotation (Drehung)
- 4.3 Beliebige Bewegung
- 4.3.1 Geschwindigkeit
- 4.3.2 Beschleunigung
- 4.4 Drehpol (Momentan-, Geschwindigkeitspol)
- 5 Relativbewegung
- 5.1 Translatorisch bewegtes Bezugssystem
- 5.2 Geschwindigkeit bei translatorisch und rotatorisch bewegtem Bezugssystem
- 5.3 Beschleunigung bei translatorisch und rotatorisch bewegtem Bezugssystem
- 6 Überlagerte Drehbewegungen
- 7 Arbeit, potentielle Energie, Leistung, Wirkungsgrad
- 7.1 Arbeit und potentielle Energie
- 7.2 Leistung
- 7.3 Wirkungsgrad
- 8 Die NEWTONschen Grundgesetze,D'ALEMBERTsche Trägheitskraft
- 9 Impulssatz und Schwerpunktsatz
- 10 Energiesatz
- 11 Trägheitsmomente
- 12 Kinetik der ebenen Bewegung des starren Körpers
- 12.1 Translation mit der Schwerpunktgeschwindigkeit
- 12.2 Rotation um eine Trägheitshauptachse durch den Schwerpunkt
- 12.2.1 Drehimpulssatz (Drallsatz)
- 12.2.2 Kinetische Energie
- 12.3 Analogie zwischen Translation und Rotation
- 12.4 Drehung um eine feste Achse oder um eine Achse durch den Momentanpol
- 12.5 Reduziertes Trägheitsmoment
- 12.6 Allgemeine ebene Bewegung
- 12.7 Gekoppelte Körper
- 13 Kinetik der Relativbewegung
- 14 Stoßvorgänge
- 14.1 Gerader zentraler Stoß
- 14.2 Schiefer zentraler Stoß
- 14.3 Gerader exzentrischer Stoß
- 14.4 Drehstoß
- 15 Schwingungen
- 15.1 Freie ungedämpfte Schwingung
- 15.2 Freie gedämpfte Schwingung
- 15.3 Erzwungene Schwingung
- 15.4 Maßnahmen gegen Resonanzerscheinungen
- 15.4.1 Verlagerung der Eigenfrequenz
- 15.4.2 Dämpfung und Schwingungsstörung
- 15.4.3 Schwingungsisolierung
- 15.4.4 Schwingungstilgung mittels Hilfsmasse
- Prüfungsaufgaben
- Antworten zu den Fragen
- Ergebnisse der Übungsaufgaben
- Ergebnisse der Prüfungsaufgaben
- TEIL 3: Festigkeitslehre
- 1 Aufgaben der Festigkeitslehre
- 2 Beanspruchungsarten
- 3 Spannungen
- 3.1 Normalspannung und Schubspannung
- 3.2 Zugstab - einachsiger Spannungszustand
- 3.3 Räumlicher (dreiachsiger) Spannungszustand
- 3.4 Ebener (zweiachsiger) Spannungszustand (ESZ)
- 3.4.1 Spannungen für gedrehte Schnittflächen
- 3.4.2 Größte und kleinste Normalspannung sowie größte Schubspannung
- 3.4.3 MOHRscher Spannungskreis
- 3.5 Spannungsoptik
- 4 Verformungen und Verzerrungen
- 4.1 Dehnung und Querdehnung
- 4.2 Schubverzerrung
- 4.3 Allgemeiner Verzerrungszustand
- 5 Stoffgesetze
- 5.1 Zugversuch, Spannungs-Dehnungs-Diagramm, HOOKEsches Gesetz
- 5.2 Schubspannung und Schubwinkel
- 5.3 Elastizitätsgesetz für den ebenen Spannungszustand
- 5.4 Wärmedehnungen und Wärmespannungen
- 5.5 Anwendung der einachsigen Stoffgesetze auf statisch bestimmte und statisch unbestimmte Stabwerke
- 5.5.1 Spannungen und Verformungenin einem statisch bestimmten Stabwerk
- 5.5.2 Spannungen und Verformungenin einem statisch unbestimmten Stabwerk
- 6 Arbeit und elastische Energie
- 7 Einfache Beanspruchungsfälle und Festigkeitsbedingungen
- 7.1 Zug und Druck
- 7.2 Flächenpressung
- 7.3 Schub
- 8 Dünnwandige Ringe
- 8.1 Spannung unter Innen- oder Außendruck
- 8.2 Radiusänderung und Dehnung infolge Spannung und Temperaturänderung
- 8.3 Rotierender Ring
- 9 Dünnwandige Behälter
- 9.1 Kreiszylindrischer Behälter unter Innen- oder Außendruck
- 9.2 Kugelbehälter unter Innen- oder Außendruck
- 10 Flächenmomente
- 10.1 Flächenmoment 1. Grades (statisches Moment der Fläche)
- 10.2 Flächenmomente 2. Grades
- 10.2.1 Definitionen und Beispiele
- 10.2.2 Parallelverschiebung der Bezugsachsen
- 10.2.3 Drehung der Bezugsachsen
- 10.2.4 Flächenmomentezusammengesetzter Flächen
- 11 Biegung
- 11.1 Reine Biegung
- 11.1.1 Gerade Biegung
- 11.1.2 Schiefe Biegung
- 11.2 Biegung mit Querkraft und weitere Näherungen(Technische Biegelehre)
- 11.3 Durchbiegung und Biegewinkel
- 11.4 Formänderungsarbeit
- 12 Torsion
- 12.1 Kreiszylindrische Stäbe
- 12.2 Formänderungsarbeit
- 12.3 Dünnwandige einfach geschlossene Profile
- 12.3.1 Schubspannung
- 12.3.2 Torsionswinkel
- 12.4 Dünnwandige offene Profile
- 12.5 Sonstige Querschnittsformen
- 13 Schub bei Querkraftbiegung
- 14 Knickung
- 14.1 Elastische Knickung nach EULER
- 14.2 Spannungsabsicherung bei Druckstäben
- 15 Dauer-, Zeit- und Betriebsfestigkeit
- 16 Festigkeitshypothesen
- 16.1 Die drei wichtigsten Hypothesen
- 16.2 Anstrengungsverhältnis
- 17 Zusammengesetzte Beanspruchung von Stäben
- 17.1 Biegung mit Normalkraft
- 17.2 Biegung und Torsion
- 17.3 Beliebige Lastkombination
- 18 Bauteilfestigkeit
- 18.1 Plastische Stützwirkung
- 18.2 Kerbwirkung
- 18.3 Oberflächeneinfluss, Randschichtverfestigung, Umgebungseinfluss
- 18.4 Größeneinfluss
- 19 Dehnungsmessstreifen-Methode (DMS-Methode)
- 20 Satz von CASTIGLIANO
- 20.1 Statisch bestimmte Systeme
- 20.2 Statisch unbestimmte Systeme
- Prüfungsaufgaben
- Antworten zu den Fragen
- Ergebnisse der Übungsaufgaben
- Ergebnisse der Prüfungsaufgaben
- Literaturverzeichnis
- Verwendete Symbole
- Sachwortverzeichnis
- Anhang - Beiheft
