Maschinenbau für Elektrotechniker

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Kristian Böhmer
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1 Maschinenbau für Elektrotechniker Teil 3 Von Prof. Dipl,lng. Dr. Hans G. Steger, Linz Mit 209 Bildern und Tabellen, 89 Beispielen und 115 Aufgaben 1992 B. G. Teu bner Stuttgart Hölder- Pichler-Tempsky Wien

2 Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Steger, Hans G.: Maschinenbau für Elektrotechniker / von Hans G. Steger. - Stuttgart : Teubner ; Wien: Hölder-Pichler-Tempsky. Teil 3 (1992) ISBN ISBN (ebook) DOI / ISBN Mit Bescheid des Bundesministeriums für Unterricht und Kunst vom 5. September 1991 GZ /1-1/9/91, als für den Unterrichtsgebrauch an Höheren technischen und gewerblichen Lehranstalten, Fachrichtungen Elektrotechnik, für den III.Jahrgang im Unterrichtsgegenstand Grundlagen des Maschinenbaus mit Konstruktionsübungen geeignet erklärt. Schulbuch-Nr.3424 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf deshalb der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. B. G. Teubner Stuttgart 1992 Gesamtherstelh:mg: Passavia Druckerei GmbH Passau Umschlaggestaltung: Peter Pfitz, Stuttgart

3 Vorwort Dieser 3. Band behandelt die Kinetik, Festigkeitslehre und Hydromechanik, womit der weite Bogen der Mechanik für den Schüler der Elektrotechnik umfassend geschlagen ist. Zahlreiche Beispiele werden ihm das Verständnis erleichtern, Übungen aus der Praxis die Anwendung des Erlernten sichern und vertiefen. Meinen Dank für die Überlassung von Textteilen und Bildern aus den Büchern "Technische Mechanik" Teil 1 bis 3 spreche ich hiermit meinen Kollegen DI E. Glauninger und DI J. Sieghart aus. Besondere Hilfe hatte ich bei der Durcharbeitung des Textes und der Aufgaben von meinem Schüler J. Schnabler, wofür ich ihm herzlich danke. Den Kollegen und Schülern bin ich dankbar für Hinweise auf Fehler und Kritik zur Weiterentwicklung des Buches. Linz, Winter 1991 Hans G. Steger

4 Bildquellenverzeichnis HolzmannjMeyerjSchumpich, Technische Mechanik (B. G. Teubner, Stuttgart): Bild 1.13, 1.44, 1.63 Menny, Strömungsmaschinen (B. G. Teubner, Stuttgart): Bild 3.78 Alle anderen Bilder stammen aus dem Bildarchiv B. G. Teubner, Stuttgart.

5 Inhaltsverzeichnis Seite 1 Kinetik 1.1 Grundgesetz der Dynamik, Prinzip von d'alembert Drehung um eine ortsfeste Achse Grundgesetz für die Drehbewegung Massenträg heitsmoment 14 Aufgaben zu Abschnitt 1.1 und Potentielle und kinetische Energie Arbeits- und Energie( erhaltungs)satz 22 Aufgaben zu Abschnitt 1.3 und Impuls (Bewegungsgröße) und Impulssatz Drall (Impulsmoment) und Drallsatz 28 Aufgaben zu Abschnitt 1.5 und Stoß Grundbegriffe Gerader zentraler Stoß Grundgleichungen Elastischer Stoß (k = 1 ) Plastischer Stoß (k = 0) Wirklicher Stoß Schiefer zentraler Stoß Gerader exzentrischer Stoß Schiefer exzentrischer Stoß 44 Aufgaben zu Abschnitt Festigkeitslehre 2.1 Grundlagen Hookesches Gesetz und Elastizitätsmodul Flächenmomente Widerstandsmoment Translation des Koordinatensystems (Steinerscher Satz) Trägheits- und Widerstandsmomente zusammengesetzter Flächen 58 Aufgaben zu Abschnitt Zug- und Druckbeanspruchung Einfache Zug- und Druckbeanspruchung Längenänderungen und Verschiebungen Zugbeanspruchung durch Fliehkraftwirkung Zug- und Druckbeanspruchung in dünnwandigen Rohren Zug- und Druckbeanspruchung bei geschlossenen Hohlkörpern 70 Aufgaben zu Abschnitt

6 Seite 2 Festigkeitslehre, 2.3 Biegebeanspruchung 71 Fortsetzung Reine Biegung, Querkraft- und Längskraftbiegung Biegefestigkeit von Bauteilen 75 Aufgaben zu Abschnitt Abscherbeanspruchung Verdrehbeanspruchung (Torsion) Gerade Stäbe mit gleichbleibendem kreisförmigem Querschnitt Stäbe mit Kreisringquerschnitt 88 Aufgaben zu Abschnitt 2.4 und H yd romechanik 3.1 Definition und Eigenschaften einer Flüssigkeit 91 (Mechanik der 3.2 Statik der Flüssigkeiten (Hydrostatik) 92 Flussigkeiten) Hydrostatischer Druck, Schweredruck, Druckfortpflanzungsgesetz Hydrostatische Kräfte gegen Wandungen 94 Aufgaben zu Abschnitt Dynamik der Flüssigkeiten (Hydrodynamik) Grundbegriffe Kontinuitätsgleichung Gleichung von Bernoulli für stationäre Strömung Anwendung der Gleichung von Bernoulli Gleichung von Bernoulli für stationäre Strömung unter Berücksichtigung von zuoder abgeführter Arbeit Ähnlichkeitsgesetz von Reynolds Laminare und turbulente Strömung Ermitteln der Rohrreibzahl für kreisrunde Rohre Berücksichtigung der Widerstandsbeiwerte für Rohrleitungseinbauten Ermitteln der Rohrreibzahl für nicht kreisrunde Querschnitte Kraftwirkung strömender inkompressibler Flüssigkeiten 122 Aufgaben zu Abschnitt Turbinen- und Pumpenhauptgleichung 130 Aufgaben zu Abschnitt Anhang Lösungen zu den Aufgaben 139 Formelzeichen 141 Sachwortverzeichnis 143 6

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