Übungsaufgaben zur Technischen Mechanik

 
 
Hanser (Verlag)
  • erschienen am 9. November 2015
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  • XIV, 339 Seiten
 
E-Book | PDF mit Wasserzeichen-DRM | Systemvoraussetzungen
978-3-446-44555-0 (ISBN)
 
Die praktische Ergänzung zum Lehrbuch "Technische Mechanik für Ingenieure".

Umfangreiches Übungsmaterial für das praktische Verständnis

Die Sammlung von Übungsaufgaben ergänzt das im gleichen Verlag erschienene Lehrbuch "Technische Mechanik für Ingenieure". Sie stellt Übungsmaterial zur Vertiefung des Stoffes der jeweiligen Kapitel bereit und hilft insbesondere bei der Vorbereitung auf die Klausuren in der Bachelorausbildung.
Präsentiert werden detailliert kommentierte Lösungen zu allen Kapiteln des Lehrbuchs. Die Gliederung folgt der klassischen Teilung der Technischen Mechanik in Statik, Festigkeitslehre und Dynamik. Darüber hinaus enthält die 3. Auflage Lösungen zu Grundproblemen der Kontinuumsmechanik und der Energiemethoden.
1., neu bearbeitete Auflage
  • Deutsch
  • München
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  • Deutschland
  • 9,35 MB
978-3-446-44555-0 (9783446445550)
http://dx.doi.org/10.3139/9783446445550
weitere Ausgaben werden ermittelt
Prof. Dr. rer. nat. habil. Wolfgang H. Müller ist Lehrstuhlinhaber für Kontinuumsmechanik und Materialtheorie am Institut für Mechanik der Technischen Universität Berlin.
Dr.-Ing. habil. Ferdinand Ferber war am Lehrstuhl für Technische Mechanik der Fakultät für Maschinenbau an der Universität Paderborn tätig.
1 - Inhaltsverzeichnis [Seite 9]
2 - 1 Statik [Seite 16]
2.1 - 1.1 Grundbegriffe [Seite 16]
2.1.1 - 1.1.1 Einordnung und Gliederung der Mechanik [Seite 16]
2.1.2 - 1.1.2 Zum Kraftbegriff [Seite 17]
2.1.3 - 1.1.3 Einteilung der Kräfte [Seite 18]
2.1.4 - 1.1.4 Das Schnitt- und Wechselwirkungsprinzip [Seite 19]
2.2 - 1.2 Kräfte in einem Angriffspunkt [Seite 19]
2.2.1 - 1.2.1 Lineare Gleichungssysteme und zugehörige Lösungsverfahren [Seite 19]
2.2.2 - 1.2.2 Trigonometrisches Grundwissen [Seite 24]
2.2.3 - 1.2.3 Ein zentrales Kräftesystem: Pendelstützen mit im Knoten angreifenden Lasten [Seite 25]
2.2.4 - 1.2.4 Zentrale Kräftegruppe: Eine Öse [Seite 28]
2.2.5 - 1.2.5 Zentrale Kräftegruppe an der Umlenkrolle [Seite 29]
2.2.6 - 1.2.6 Zentrale Kräftegruppe: Ozeandampfer im Schlepp [Seite 31]
2.2.7 - 1.2.7 Gewichte an Pendelstützen mit angreifender Kraft [Seite 32]
2.3 - 1.3 Allgemeine Kräftesysteme: Gleichgewicht des starren Körpers [Seite 33]
2.3.1 - 1.3.1 Mehrscheibensystem unter Eigengewicht I [Seite 33]
2.3.2 - 1.3.2 Mehrscheibensystem unter Eigengewicht II [Seite 35]
2.3.3 - 1.3.3 Hebebühne unter äußerer Last [Seite 38]
2.3.4 - 1.3.4 Dreidimensionales Stabwerk [Seite 40]
2.3.5 - 1.3.5 Kräfte- und Momentengleichgewicht am Hebel [Seite 42]
2.3.6 - 1.3.6 Statisch bestimmt gelagerte Platte [Seite 43]
2.3.7 - 1.3.7 Hebel im mechanischen Gleichgewicht [Seite 46]
2.3.8 - 1.3.8 Tetraeder unter externer Last [Seite 47]
2.3.9 - 1.3.9 Allgemeine Kräftegruppe im Raum: Seiltrommel [Seite 49]
2.4 - 1.4 Der Schwerpunkt [Seite 52]
2.4.1 - 1.4.1 Grundwissen an Differenzial- und Integralrechnung [Seite 52]
2.4.2 - 1.4.2 Berechnung der Schwerpunkte von Rotationskörpern mithilfe der 1. GULDINschen Regel [Seite 57]
2.4.3 - 1.4.3 Träger unter externen Lasten I [Seite 59]
2.4.4 - 1.4.4 Träger unter externen Lasten II [Seite 61]
2.4.5 - 1.4.5 Schwerpunkt eines asymmetrischen Trägerprofils [Seite 63]
2.4.6 - 1.4.6 Berechnung der Oberfläche eines Rotationskörpers mithilfe der 2. GULDINschen Regel [Seite 65]
2.4.7 - 1.4.7 Lagerreaktionen am Balken unter Streckenlast [Seite 66]
2.4.8 - 1.4.8 Tragwerk unter Dreieckslast [Seite 68]
2.4.9 - 1.4.9 GERBER-Träger unter Punkt- und Gleichstreckenlast [Seite 69]
2.4.10 - 1.4.10 Flächenmittelpunkt [Seite 71]
2.4.11 - 1.4.11 Inhomogene Kreisscheibe mit Aussparung [Seite 73]
2.4.12 - 1.4.12 Halbkreisscheibe mit rechteckiger Aussparung [Seite 75]
2.5 - 1.5 Lager-, Trag- und Fachwerke [Seite 76]
2.5.1 - 1.5.1 Stabkräfte in einem Baukran [Seite 76]
2.5.2 - 1.5.2 Kräfte in einem Stabwerk [Seite 77]
2.5.3 - 1.5.3 Belastetes Fachwerk [Seite 79]
2.5.4 - 1.5.4 Fachwerkscheibe [Seite 82]
2.5.5 - 1.5.5 Fachwerkrahmen mit an einem Seil hängender Last [Seite 83]
2.6 - 1.6 Der biegesteife Träger [Seite 86]
2.6.1 - 1.6.1 Schnittgrößen am eingespannten Träger unter Last I [Seite 86]
2.6.2 - 1.6.2 Schnittgrößen am eingespannten Träger unter Last II [Seite 87]
2.6.3 - 1.6.3 Schnittgrößen am gelenkig gelagerten Träger unter örtlich variabler Streckenlast I [Seite 90]
2.6.4 - 1.6.4 Schnittgrößen am gelenkig gelagerten Träger unter örtlich variabler Streckenlast II [Seite 91]
2.6.5 - 1.6.5 Schnittgrößen am abgeknickten Träger I [Seite 93]
2.6.6 - 1.6.6 Schnittgrößen am abgeknickten Träger II [Seite 96]
2.6.7 - 1.6.7 Schnittgrößen am gekrümmten Träger I [Seite 99]
2.6.8 - 1.6.8 Balken mit Streckenlast I [Seite 101]
2.6.9 - 1.6.9 Schnittgrößen am gekrümmten Träger II [Seite 104]
2.6.10 - 1.6.10 Tragwerk mit Streckenlast I [Seite 105]
2.6.11 - 1.6.11 Balken mit Streckenlast II [Seite 109]
2.6.12 - 1.6.12 Tragwerk mit Streckenlast II [Seite 111]
2.7 - 1.7 Reibungsphänomene [Seite 115]
2.7.1 - 1.7.1 COULOMBsche Reibung zwischen Keil und Klotz [Seite 115]
2.7.2 - 1.7.2 Reibung zwischen Leiter und Wand [Seite 117]
2.7.3 - 1.7.3 Selbstsperrung durch Hebelwirkung [Seite 119]
2.7.4 - 1.7.4 Malergerüst [Seite 121]
2.7.5 - 1.7.5 Vertikal verschiebbare Bühne zwischen zwei Wänden [Seite 123]
2.7.6 - 1.7.6 Waschmaschinentrommel [Seite 124]
3 - 2 Festigkeitslehre [Seite 127]
3.1 - 2.1 Einführung, Begriffe [Seite 127]
3.2 - 2.2 Zug- und Druckbeanspruchung [Seite 130]
3.2.1 - 2.2.1 Parallelschaltung elastischer Stäbe [Seite 130]
3.2.2 - 2.2.2 Verlängerung eines Drahtseils unter Eigengewicht [Seite 132]
3.2.3 - 2.2.3 Zweifach eingespannter Stab [Seite 133]
3.2.4 - 2.2.4 Thermospannungen in einem eingespannten Stab [Seite 134]
3.2.5 - 2.2.5 Wärmespannungen in hintereinander geschalteten Stäben [Seite 135]
3.2.6 - 2.2.6 Symmetrisch parallel geschaltete elastische Stäbe unter thermischer Last [Seite 137]
3.2.7 - 2.2.7 Parallel geschaltete Stäbe unter thermischer Last [Seite 139]
3.3 - 2.3 Schubbeanspruchung und HOOKEsches Gesetz [Seite 141]
3.4 - 2.4 Biegebeanspruchung des Balkens [Seite 143]
3.4.1 - 2.4.1 Flächenträgheitsmoment eines sechseckigen Stabquerschnitts [Seite 143]
3.4.2 - 2.4.2 Flächenträgheitsmoment eines zusammengesetzten Trägerprofils [Seite 145]
3.4.3 - 2.4.3 Spannungsnachweis eines Trägers unter schiefer Biegung [Seite 146]
3.5 - 2.5 Schub infolge Querkraft beim Biegeträger [Seite 149]
3.5.1 - 2.5.1 Spannungsnachweis für einen symmetrisch belastetenTräger mit Lamelle [Seite 149]
3.5.2 - 2.5.2 Spannungsnachweis für einen Träger mit Lamelle [Seite 152]
3.5.3 - 2.5.3 Spannungsnachweis für ein Kastenprofil [Seite 156]
3.5.4 - 2.5.4 Spannungsnachweis für einen Doppel-T-Träger unter Querlast [Seite 159]
3.5.5 - 2.5.5 Spannungsnachweis für eine Lasttraverse [Seite 161]
3.6 - 2.6 Die elastische Linie des Biegeträgers (Biegelinie) [Seite 164]
3.6.1 - 2.6.1 Durchbiegung des Mastes einer Windkraftanlage [Seite 164]
3.6.2 - 2.6.2 Biegelinie eines beidseitig eingespannten Trägers [Seite 167]
3.6.3 - 2.6.3 Durchbiegung eines abgestuften Trägers [Seite 171]
3.7 - 2.7 Axiale Verdrehung/Torsion [Seite 174]
3.7.1 - 2.7.1 Auslegung dreier Trägerprofile unter Torsion [Seite 174]
3.7.2 - 2.7.2 Torsion rechteckiger Querschnitte [Seite 175]
3.8 - 2.8 Zusammengesetzte Beanspruchung [Seite 176]
3.8.1 - 2.8.1 Träger unter Biege- und Torsionsbelastung [Seite 176]
3.8.2 - 2.8.2 Das Grundproblem des MOHRschen Spannungskreises [Seite 178]
3.8.3 - 2.8.3 Scheibe im ebenen Spannungszustand [Seite 179]
3.9 - 2.9 Stabilitätsprobleme [Seite 181]
3.9.1 - 2.9.1 Auslegung auf gleiche Knicksicherheit [Seite 181]
3.9.2 - 2.9.2 Gleiche Sicherheit zweier Knickstäbe [Seite 182]
3.9.3 - 2.9.3 Auslegung auf vorgegebene Knicksicherheit [Seite 183]
3.9.4 - 2.9.4 Hintereinandergeschaltete Knickstäbe [Seite 184]
3.9.5 - 2.9.5 Die exakte Lösung des 1. EULER-Falls [Seite 186]
4 - 3 Dynamik [Seite 191]
4.1 - 3.1 Punktförmige Masse [Seite 191]
4.1.1 - 3.1.1 Ein Marschflugkörper [Seite 191]
4.1.2 - 3.1.2 Kinematik eines Massenschwerpunkts [Seite 193]
4.1.3 - 3.1.3 Kinematik eines Zusammenstoßes [Seite 195]
4.1.4 - 3.1.4 Kinematik kombinierter Bewegungen [Seite 196]
4.1.5 - 3.1.5 Dynamik des Schleuderballs [Seite 197]
4.1.6 - 3.1.6 Dynamik der Überschlagschiffschaukel [Seite 200]
4.1.7 - 3.1.7 Die CORIOLIS-Kraft [Seite 203]
4.1.8 - 3.1.8 Dynamik des Raketenschlittens im Looping [Seite 205]
4.1.9 - 3.1.9 Gebremste Flugbewegung im Erdschwerefeld [Seite 212]
4.1.10 - 3.1.10 Arbeit längs der schiefen Ebene [Seite 215]
4.2 - 3.2 Die Dynamik von Massenpunktsystemen [Seite 221]
4.2.1 - 3.2.1 Abbremsen eines Düsenjägers auf einem Flugzeugträger [Seite 221]
4.2.2 - 3.2.2 Doppelter Flaschenzug vektoriell gerechnet [Seite 223]
4.2.3 - 3.2.3 Fallendes Seil und fallende Kette [Seite 226]
4.3 - 3.3 Die Dynamik des starren Körpers [Seite 229]
4.3.1 - 3.3.1 Starrkörperkinematik [Seite 229]
4.3.2 - 3.3.2 Starrkörperkinematik kommunizierender Walzen [Seite 231]
4.3.3 - 3.3.3 Eine Hebevorrichtung [Seite 233]
4.3.4 - 3.3.4 Eine beschwingte Schlittenfahrt [Seite 235]
4.3.5 - 3.3.5 Ein Fallrad [Seite 236]
4.3.6 - 3.3.6 Bewegung einer Tänzerwalze [Seite 237]
4.3.7 - 3.3.7 Massenträgheitsmoment von Voll- und Hohlkugel [Seite 239]
4.3.8 - 3.3.8 Die Bewegung des Rades oder die Rota Aristotelis [Seite 240]
4.4 - 3.4 Schwingungen [Seite 245]
4.4.1 - 3.4.1 Ein schwingfähiges Mehrkörpersystem [Seite 245]
4.4.2 - 3.4.2 Das verstellbare Uhrpendel [Seite 246]
4.4.3 - 3.4.3 Pendel mit Drehfeder [Seite 247]
4.4.4 - 3.4.4 Passive Entstörung eines Messgeräts [Seite 248]
4.4.5 - 3.4.5 Schwingungstilgung beim Zweimassenschwinger [Seite 250]
4.4.6 - 3.4.6 Schwingender Starrkörper [Seite 251]
5 - 4 Kontinuumsmechanik [Seite 253]
5.1 - 4.1 Bilanzgleichungen der Masse [Seite 253]
5.2 - 4.2 Bilanzgleichungen des Impulses [Seite 254]
5.2.1 - 4.2.1 Spannungstensor und Fließspannung [Seite 254]
5.2.2 - 4.2.2 Koordinatentransformationen [Seite 255]
5.2.3 - 4.2.3 Hauptspannungen [Seite 257]
5.2.4 - 4.2.4 Fließkriterium im Hauptspannungsraum [Seite 261]
5.2.5 - 4.2.5 Die MOHRschen Kreise [Seite 263]
5.2.6 - 4.2.6 EUKLIDische Transformationen [Seite 265]
5.2.7 - 4.2.7 Invarianz der Bilanzgleichungen [Seite 269]
5.3 - 4.3 Einfache Materialgleichungen [Seite 271]
5.3.1 - 4.3.1 Die BERNOULLIsche Höhenformel [Seite 271]
5.3.2 - 4.3.2 Kompressible Flüssigkeiten [Seite 272]
5.3.3 - 4.3.3 Kompressibilität in Festkörpern [Seite 274]
5.4 - 4.4 Bilanzgleichungen des Drehimpulses [Seite 275]
5.4.1 - 4.4.1 Eigenschaften und Anwendungen des total antimetrischen Tensors [Seite 275]
5.4.2 - 4.4.2 Der total antimetrische Tensor und seine Anwendung beim Spatprodukt [Seite 276]
5.4.3 - 4.4.3 Der total antimetrische Tensor und seine Anwendung beim Doppelkreuzprodukt [Seite 277]
5.4.4 - 4.4.4 Eine Anwendung des antimetrischen Tensors [Seite 278]
5.5 - 4.5 Einführung in die lineare Elastizitätstheorie [Seite 280]
5.5.1 - 4.5.1 Lösung der Schwingungsgleichung für eine Gitarrensaite [Seite 280]
5.5.2 - 4.5.2 Balkenschwingung [Seite 283]
5.5.3 - 4.5.3 Saitenschwingung [Seite 287]
5.5.4 - 4.5.4 Scherung eines Klotzes aus linear-elastischem Material [Seite 289]
5.6 - 4.6 Einführung in die Hydromechanik [Seite 291]
5.6.1 - 4.6.1 Ein mit Wasser gefüllter Eimer in Rotation [Seite 291]
5.6.2 - 4.6.2 Kommunizierende Röhren [Seite 293]
5.6.3 - 4.6.3 COUETTE-Strömung [Seite 294]
5.6.4 - 4.6.4 HAGEN-POISEUILLE-Strömung [Seite 296]
6 - 5 Energiemethoden [Seite 297]
6.1 - 5.1 Energiebilanz [Seite 297]
6.1.1 - 5.1.1 Die Wärmeleitungsgleichung [Seite 297]
6.1.2 - 5.1.2 Wärmeleitung in einem vorgewärmten Balken [Seite 298]
6.1.3 - 5.1.3 Kolben im Schwerefeld [Seite 304]
6.2 - 5.2 Entropiebilanz und 2. Hauptsatz [Seite 307]
6.2.1 - 5.2.1 Entropie des idealen Gases [Seite 307]
6.2.2 - 5.2.2 Entropieproduktion beim fallenden Kolben [Seite 308]
6.3 - 5.3 Die Sätze von CASTIGLIANO, BETTI und MAXWELL [Seite 310]
6.3.1 - 5.3.1 Eine Anwendung des 1. Satzes von CASTIGLIANO I [Seite 310]
6.3.2 - 5.3.2 Eine Anwendung des 1. Satzes von CASTIGLIANO II [Seite 312]
6.3.3 - 5.3.3 Eine Anwendung des 1. Satzes von CASTIGLIANO III [Seite 314]
6.3.4 - 5.3.4 Formänderungsenergie am Balken unter Querkraftsbelastung [Seite 316]
6.3.5 - 5.3.5 Anwendung der Sätze von BETTI und MAXWELL auf statisch unbestimmte Systeme [Seite 318]
6.4 - 5.4 Energiefunktionale und ihre Extrema [Seite 322]
6.5 - 5.5 Das Prinzip der virtuellen Verschiebung (PdvV) [Seite 325]
6.5.1 - 5.5.1 Berechnung von Gleichgewichtslagen mithilfe des Prinzips der virtuellen Verschiebung [Seite 325]
6.5.2 - 5.5.2 Nürnberger Schere [Seite 327]
6.5.3 - 5.5.3 Fachwerk [Seite 327]
6.6 - 5.6 Das Prinzip der virtuellen Kräfte (PdvK) [Seite 328]
6.6.1 - 5.6.1 Anwendung des Prinzips der virtuellen Kraft in Fachwerken [Seite 328]
6.6.2 - 5.6.2 Beispiel zum PdvK: Reine Normalkraftbelastung in Fachwerken [Seite 330]
6.6.3 - 5.6.3 Absenkung eines Punkts auf einem Balken auf zwei Stützen [Seite 332]
6.6.4 - 5.6.4 Deformation in einem Viertelkreisbogen [Seite 334]
6.6.5 - 5.6.5 Absenkung einer Kreiswelle [Seite 334]
6.6.6 - 5.6.6 Behandlung eines einfach statisch unbestimmten Systems mithilfe des Prinzips der virtuellen Kraft [Seite 336]
6.6.7 - 5.6.7 Zweifach statisch unbestimmter Träger unter Gleichstreckenlast [Seite 339]
6.7 - 5.7 Dynamische Energieprinzipe [Seite 341]
6.7.1 - 5.7.1 Gedämpfte schwingende Walze [Seite 341]
6.7.2 - 5.7.2 Gedämpftes Starrkörpersystem [Seite 344]
6.7.3 - 5.7.3 Multistarrkörpersystem [Seite 346]
7 - Stichwort- und Namensregister [Seite 349]
8 - Hinweise zur beigefügten CD-ROM [Seite 354]

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