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- Swen Schäfer
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1 Inhaltsverzeichnis TEIL 1: Statik Kräfte U Begriffe. Grundgesetze. Grundaufgaben Die Kraft Masse und Gewichtskraft Das Gleichgewichtsaxiom DasWechselwirkungsgesetz Die Verschiebbarkeit der Kraft längs ihrer Wirkungslinie Kräfteparallelogramm und Krafteck Die Zerlegung einer Kraft nach zwei nichtparallelen Wirkungslinien Das Hebelgesetz von ARISTOTELES und ARCHUIEDES 6 2 Die resultierende Kraft eines zentralen ebenen Kräftesystems GraphischeLösung Analytische Lösung 8 3 Kräftepaar und Moment einer Kraft Das Kräftepaar Das Gleichgewicht zweier Kräftepaare Parallelverschiebung einer Kraft Das Moment einer Kraft bezüglich eines Punktes Darstellung und Eigenschaften des Moments 3.6 Das Moment einer Kraft in Bezug auf den Koordinatenursprung Die resultierende Kraft eines nicht zentralen ebenen Kräftesystems Parallele Kräfte Beliebige Kräfte 15 5 Lagerung von Körpern Freimachen eines Körpers Lagerungsarten ebener Körper 16 6 Ebene Kräftesysteme im Gleichgewicht Drei nichtp~ele 6.2 Zerlegung einer Kraft nach drei Wikungslinien Beiiebiges ebenes Kr'5ftesystem (einschließlich Einzelmomente) 24 7 Lagemaktionen von typischen ebenen Tragwerken Balken auf zwei Stützen Der eingespannte Balken GERBER-Träger Dreigelenkbogen 30 32
2 Körperschwerpunkt. 9.2 Rachenschwerpunkt... 9 Der Schwerpunkt. 9.3 Die GULDINschen Regeln Gerader Balken auf zwei Stützen mit Belastung quer zur Balkenachse Der eingespannte Balken 10.3 GERBER-Träger Bogenträger Ebene Rahmen ohne Verzweigung 10.6 Ebene Rahmen mit Verzweigung Innere Kräfte und Momente 10.7 Wellen Beliebige räumliche Träger 7 11 Ebene, statisch bestimmte Fachwerke Reibung 12.1 Haft- und Gleitreibung 12.2 Seil- und Riemenreibung 12.3 Rollreibung (Rollwiderstand) Prüfungsaufgaben.... Antworten zu den Fragen Ergebnisse der Übungsaufgaben (meist mit Lösungshinweisen und Zwischenwerten) Ergebnisse der Prüfungsaufgaben (meist mit Lösungshinweisen und Zwischenwerten).... TEIL 2: Kinematik, Kinetik, Schwingungen 1 Einleitung EbenePunktbewegung Bahn, Geschwindigkeit, Beschleunigung 2.2 Weg-Zeit-Diagramm Gnindaufgaben der Kinematik Tangential- und Nomaibeschleunigung (bm. Bahn- und Zentripetalbeschleunigung) Drehbewegung - lineare Bewegung Kreisbahn Umwandlung 2.6 Beschreibung der B. 3 Räumliche Punktbewegung 120
3 Ebene Bewegung des starren Körpers (mit Hinweisen auf die räumliche Bewegung) Translation (Parallelverschiebung) Rotation (Drehung) BeliebigeBewegung Geschwindigkeit Beschleunigung Drehpol (Momentan-, Geschwindigkeitspol) Relativbewegung Translatorisch bewegtes Bezugssystem Geschwindigkeit bei transladsch und rotatorisch bewegtem Bezugssystem Beschleunigung bei translatorisch und rotatorisch bewegtem Bezugssystem Überlagerte Drehbewegungen Arbeit. potentielle Energie. Leistung. Wirkungsgrad Arbeit und potentielle Energie Leistung Wirkungsgrad Die NEWTONschen Grundgesetze. D' ALEMBERTsche Trägheitskraft Impulssatz und Schwerpunktsatz Energiesatz Trägheitsmomente Kinetik der ebenen Bewegung des starren Körpers Translation mit der Schwerpunktgeschwindigkeit Rotation um eine Trägheitshauptachse durch den Schwerpunkt Drehimpulssatz (Drallsatz) Kinetische Energie Analogie zwischen Tmslation und Rotation Drehung um eine feste Achse oder um eine Achse durch den Momentanpol Reduziertes Trägheitsmoment Allgemeine ebene Bewegung Gekoppelte Körper Kinetik der Relativbewegung Gerader zentraler Stoß Schiefer zentraler Stoß Gerader exzentrischer Stoß St~ßvorgän~e 183
4 15.3 Enwungene Schwingung Maßnahmen gegen Resonanzerscheinungen Verlagerung der Eigenfrequenz Dämpfung und Schwingungsstörung Schwingungsisolierung Aktive Isoliemng Passive Isoliemg Scbwingungstilgung mittels Hilfsmasse... Prüfungsaufgaben Antworten zu den Fragen Ergebnisse der Übungsaufgaben (meist mit tösungshinweisen und Zwischenwerten) 225 Eagebnisse der hüfungsaufgaben (meist mit Lösungsbulweisen und Zwischenwerten) Aufgaben der Festigkeitslehre Beanspmchungsarten Spannungen Normalspannung und Schubspannung Zugstab - einachsiger Spannungszustand Räumlicher (dreiachsiger) Spannungszustand Ebener (zweiachsiger) Spannungsmstand (ESZ) S~ungen für gedrehte SchniW&hen... 24f GröBte und kleinste Nomialspannung sowie größte Schubspannung MOHRscher Spannungskreis Spannungsoptik Verformungen und Vmmngen Dehnung und Querdehnung Schubvenemg Allgemeiner Venemngszustand. 253
5 Inhaltsverzeichnis Einfache Beanspruchungsfälle und Festigkeitsbedingungen ZugundDruck Fiächenpressung Schub Dünnwandige Ringe Spannung unter Innen- oder Außendruck Radiusänderung und Dehnung infolge Spannung und Temperaturänderung Rotierender Ring Dünnwandige Behälter Kreiszylindrischer Behälter unter Innen- oder Außendruck Kugelbehälter unter Innen- oder Außendruck Flächenmomente Fiächenmoment 1. Grades (statisches Moment der Räche) Flachenmomente2.Grades Definitionen und Beispiele Parallelverschiebung der Bezugsachsen Drehung der Bezugsachsen Flachenmomente zusammengesetzter Rachen Biegung Reine Biegung Gerade Biegung Schiefe Biegung Biegung mit Querkraft und weitere Näherungen (Technische Biegelehre) Durchbiegung und Biegewinkel Formänderungsarbeit Torsion Kreiszylindrische Stäbe Formänderungsarbeit Dünnwandige einfach geschlossene Profile Schubspannung Torsionswinkel Dünnwandige offene Profde Sonstige Querschnittsformen Schub bei Querkraftbiegung Knicku ng Mltstische Knickung nach EULER Spannungsabsichmng bei Druckstäben Dauer-. Zeit- und Betriebsfestigkeit 361
6 Biegung mit Normalkraft 17.2 Biegung und Torsion Beliebige Lastkombination 3 18 Bauteilfestigkeit Plastische Stützwirkung Kerbwirkung OberFiächeneinfluss, Randschichtveffestigung. Umgebungseinfiuss Größeneinfluss Dehnungsmessstreifen-MeWe (DMS-Methode) Satz von CASTIGLIANO Statisch bestimmte Systeme Statisch unbestimmte Systeme Prüfungsaufgaben Antworten zu den Fragen Ergebnisse der Übungsaufgaben (meist mit Lösungshinweisen und Zwischenwerten) Ergebnisse der Prüfungsaufgaben (meist mit Lösungshinweisen und Zwischenwerten) Literatumerzeichnis (im Text zitierte und ergänzende Literatur) 429 Verwendete Symbole (mit den vorzugsweise verwendeten Einheiten).. 431
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