Technische Mechanik I, II

 

Qualifikationsziele

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Bestehen des Moduls in der Lage, einfache, linear elastische, gerade Strukturelemente wie Stäbe, Balken, Rohre und Fachwerke sowie einfache dynamische Systeme aus starren Körpern mit den Methoden der Technischen Mechanik zu behandeln. Die Studierenden kennen die der Technischen Mechanik zugrunde liegenden physikalischen Zusammenhänge und sind imstande, einfache Systeme eigenständig zu modellieren. Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, einfache Modelle mit den entsprechenden mathematischen Methoden zu behandeln. Die Studierenden erlangen die Grundlagen für weiterführende Lehrveranstaltungen der Luft- und Raumfahrttechnik.

Inhalte

Die Studierenden erwerben im Modul Technische Mechanik I und II die Grundlagen zur Technischen Mechanik.

  • Wiederholung der für die Technische Mechanik notwendigen Grundlagen der Vektorrechnung.
  • Statik starrer Körper: Einzelkräfte, Kräftepaare, Momente, Kraftverteilungen, innere und äußere Kräfte, Kraftsysteme, Schwerpunkt, Massenmittelpunkt, Lagerungen, statische Bestimmtheit, Schnittprinzip.
  • Starre und linear elastische Strukturen: Stäbe, Fachwerke, Schnittlasten, Zug/Druckstab, Biegung, Flächenträgheitsmomente, Torsion, Bredtsche Formeln, Knickung, Spannungs- und Verzerrungstensor, dreidimensionales Hookesches Elastizitätsgesetz.
  • Kinematik: Orts-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsvektor, begleitendes Dreibein, Beschreibung der Bewegung in ebenen Polarkoordinaten, Inertialsystem, bewegte Bezugssysteme, Relativbewegung, Kreisbewegung, Vektor der Winkelgeschwindigkeit, Eulersche Geschwindigkeitsformel, Momentanpolkinetik starrer Körper: Newtonsche Axiome, Schwerpunkt- und Drallsatz, Trägheitstensor, Hauptträgheitsmomente, Eulersche Kreiselgleichungen, Stabilität freier Drehbewegungen, Unwuchtwirkungen, statisches und dynamisches Auswuchten, Satz von Steiner.
  • Arbeitsaussagen: Bilanz der mechanischen Leistung für starre und deformierbare Körper, Arbeitssatz, Energieerhaltung, konservative Kräfte, Impulssatz.
  • Kraftelemente und Stoß: Nichtlineare Federn, Dämpfung, Reibung, Mechanik bei Stoßvorgängen, Stoßzahl, gerader und schiefer zentraler Stoß.
  • Einblick in die Behandlung von mechanischen Systemen mit geometrischen Zwangsbedingungen.

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