Mit „Prüfungstraining Technische Mechanik“ von Stefan Hartmann braucht man vor Klausuren und Prüfungen nicht mehr zu zittern.
Mehr als 250 Aufgaben mit ausführlich durchgerechneten Lösungen aus allen Themengebieten der Technischen Mechanik – Statik, Elastostatik, Kinematik und Dynamik – helfen beim Verstehen und Vertiefen der Lerninhalte.
Unerlässlich für Studierende in Ingenieurstudiengängen wie Maschinenbau, Verfahrenstechnik und Bauwesen: Insbesondere zusammen mit dem Lehrbuch „Technische Mechanik“ legt das Prüfungstraining die Grundlagen fürs weiterführende Studium.
Spis treści
Teil I Statik starrer Körper 1
1 Einführung in die Vektorrechnung 5
1.1 Beispiele zur Vektorrechnung 8
1.2 Aufgaben zur Vektorrechnung 16
1.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschnitt 1.2 20
2 Kraftsysteme 23
2.1 Beispiele zu Kraftsystemen 25
2.2 Aufgaben zu Kraftsystemen 32
2.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschnitt 2.2 37
3 Schwerpunktsberechnungen 39
3.1 Beispiele zur Schwerpunktsberechnung 45
3.1.1 Linienschwerpunkt 45
3.1.2 Flächenschwerpunkt 46
3.1.3 Volumenschwerpunkt 49
3.2 Aufgaben zur Schwerpunktsberechnung 51
3.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschnitt 3.2 55
4 Strukturelemente 57
4.1 Beispiele zur Lager- und Schnittgrößenberechnung 57
4.1.1 Berechnung der statischen Bestimmtheit 58
4.1.2 Berechnung von Lagerreaktionen 61
4.1.3 Berechnung statisch bestimmter Fachwerke 66
4.1.4 Schnittgrößen in Balkenstrukturen 68
4.1.5 Seil- und Bogenberechnung 80
4.2 Aufgaben zur Lager- und Schnittgrößenberechnung 89
4.2.1 Statische Bestimmtheit 89
4.2.2 Freischneiden und Berechnung von Lagerreaktionen 90
4.2.3 Fachwerkberechnung 95
4.2.4 Schnittgrößenberechnung 97
4.2.5 Seil- und Bogenberechnung 99
4.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschnitt 4.2 100
5 Reibung 105
5.1 Beispiele zur Haft- und Seilreibung 106
5.1.1 Haftreibung 106
5.1.2 Seilreibung 110
5.2 Aufgaben zur Haft- und Seilreibung 111
5.2.1 Haftreibung 111
5.2.2 Seilreibung 113
5.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschnitt 5.2 114
Teil II Statik elastischer Körper 117
6 Eindimensionaler Spannungs- und Verzerrungszustand 121
6.1 Beispiele zu eindimensionalen, linear elastischen Festkörpern 121
6.1.1 Der Zug-Druckstab 121
6.1.2 Die Fachwerkberechnung 126
6.2 Aufgaben zum eindimensionalen, linear elastischen Festkörper 133
6.2.1 Zug-Druckstab 133
6.2.2 Fachwerkberechnung 135
6.3 Ergebnisse zu Abschnitt 6.2 137
7 Mehrdimensionale Spannungs- und Verzerrungszustände 141
7.1 Beispiele dreidimensionaler, isotroper Elastizität 141
7.1.1 Kinematik 141
7.1.2 Spannungsberechnung 152
7.1.3 Elastizität und Gleichgewicht 159
7.2 Aufgaben zum dreidimensionalen, linear elastischen Festkörper 166
7.2.1 Kinematik 166
7.2.2 Spannungszustand 167
7.2.3 Dreidimensionale Elastizität 169
7.3 Ergebnisse zu Abschnitt 7.2 171
8 Technische Balkentheorie 175
8.1 Beispiele zu Balkensystemen 175
8.1.1 Einfache Balkenberechnung 175
8.1.2 Flächenträgheitsmomente 187
8.1.3 Unstetige Lasten – Föppl-Symbolik 195
8.1.4 Normalspannungsberechnung bei Balken 201
8.1.5 Zweiachsige Biegung 203
8.1.6 Torsion 209
8.1.7 Biegung mit Querkraft 218
8.1.8 Knicken von Stäben 233
8.1.9 Balken auf nachgiebigen Untergrund 237
8.2 Aufgaben zur Balkenberechnung 240
8.2.1 Einfache Biegeprobleme 240
8.2.2 Flächenträgheitsmomente 242
8.2.3 Normalspannungsberechnung bei Balken 245
8.2.4 Föppl-Symbolik 247
8.2.5 Zweiachsige Biegung 250
8.2.6 Torsion 252
8.2.7 Biegung mit Querkraft 256
8.2.8 Knicken von Stäben 258
8.2.9 Balken auf nachgiebiger Unterlage 261
8.3 Ergebnisse zu Abschnitt 8.2 261
9 Energiemethoden der Elastostatik 271
9.1 Beispiele zu Energiemethoden 271
9.2 Aufgaben zu Energiemethoden 287
9.3 Ergebnisse zu Abschnitt 9.2 291
Teil III Dynamik starrer Körper 293
10 Kinematik von Punktmassen und starren Körpern 297
10.1 Beispiele zur Kinematik sich bewegender Körper 300
10.1.1 Punktbewegung 300
10.1.2 Starrkörperbewegung 309
10.1.3 Bewegte Bezugssysteme 324
10.2 Aufgaben zur Kinematik 334
10.2.1 Punktbewegung 334
10.2.2 Starrkörperbewegung 336
10.2.3 Relativbewegung 339
10.3 Ergebnisse zu Abschnitt 10.2 339
11 Bilanzgleichungen der Mechanik 343
11.1 Beispiele zur Anwendung des Impuls- und Drehimpulssatzes 343
11.1.1 Impulssatz bei Punktmassen 345
11.1.2 Berechnung von Massenträgheitsmomenten 353
11.1.3 Ebene Starrkörperbewegung 366
11.1.4 Bewegte Bezugssysteme 386
11.1.4.1Punktbewegung 386
11.1.4.2Mitbewegte Bezugssysteme bei starren Körpern 390
11.2 Aufgaben zum Impuls- und Drehimpulssatz 401
11.2.1 Impulssatz bei Punktmassen 401
11.2.2 Massenträgheitsmomente 404
11.2.3 Ebene Starrkörperbewegung 406
11.2.4 Bewegte Bezugssysteme 413
11.2.4.1Relativbewegung bei Punktmassen 413
11.2.4.2Mitbewegte Bezugssysteme bei starren Körpern 416
11.3 Ergebnisse zu Abschnitt 11.2 419
12 Bilanz der mechanischen Leistung/Energiesatz 429
12.1 Beispiele zu Energiebetrachtungen 429
12.1.1 Punktmassen 429
12.1.2 Starrkörper 432
12.2 Aufgaben zur Leistung und Energieerhaltung 438
12.2.1 Punktbewegung 438
12.2.2 Starrkörperbewegung 439
12.3 Ergebnisse zu Abschnitt 12.2 443
13 Stoßtheorie 447
13.1 Beispiele zur Stoßtheorie 449
13.2 Aufgaben zur Stoßtheorie 458
13.3 Ergebnisse zu Abschnitt 13.2 460
Literaturverzeichnis 463
Index 465
O autorze
Stefan Hartmann ist Professor für Festkörpermechanik am Institut für Technische Mechanik der Technischen Universität Clausthal. Er ist aktiv in verschiedenen Organisationen wie der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik (GAMM), der International Union of Theoretical and Applied Mechanics (IUTAM) sowie der Braunschweigischen Wissenschaftlichen Gesellschaft (BWG), und Mitorganisator diverser Konferenzen und Workshops sowie Autor von mehr als 100 Veröffentlichungen in angesehenen nationalen und internationalen Fachzeitschriften sowie Büchern. Stefan Hartmann vertritt seit 25 Jahren äußerst engagiert die Technische Mechanik in der universitären Lehre. Schwerpunkte seiner Arbeit liegen in der experimentellen Mechanik, der computergestützten Modellierung von Materialeigenschaften (Elastizität, Viskoelastizität und Viskoplastizität) und der Weiterentwicklung der Finite-Elemente-Methode.
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