Technische Mechanik

Helga Dankert, Jürgen Dankert

Description

Dankerts Technische Mechanik: Hohes Niveau und neue Anschaulichkeit durch Softwarelösungen

Aha-Effekte beim Verstehen - Dankerts Technische Mechanik

Mit Hinweise zum intelligenten Einsatz von Software

Jetzt mit über 100 QR-Codes im Buch

Dieses Lehrbuch zur Technischen Mechanik behandelt den gesamten Stoffumfang der Grundlagenausbildung der Kurse Statik - Festigkeitslehre - Kinematik/Kinetik. Es demonstriert an zahlreichen Beispielen, wie zur Lösung von Aufgaben die Probleme analysiert und mathematische Beziehungen aufgestellt werden. Überall dort, wo der Einsatz von Computern praktische Hilfestellung bei der Lösung ist, werden entsprechende Hinweise gegeben. Unter www.dankertdankert.de finden sich zusätzliche Übungsaufgaben sowie inhaltliche Ergänzungen und Vertiefungen. Die im Buch aufgeführten Beispiele werden dort um Animationen und Softwaretools ergänzt. In der aktuellen Auflage wurden die Bezüge zum Internet durch über 100 QR-Codes weiter gestärkt.

Zukünftig soll das ebook deutlich im Fokus der Entwicklung stehen.

Grundlagen der Statik - Das zentrale und allgemeine ebene Kraftsystem - Schwerpunkte - Ebene Systeme starrer Körper - Schnittgrößen - Räumliche Probleme - Haftung - Elastische Lager - Seilstatik, Kettenlinien, Stützlinien - Grundlagen der Festigkeitslehre - Festigkeitsnachweis - Zug und Druck - Biegung - Verformungen durch Biegemomente - Computer-Verfahren für Biegeprobleme - Spezielle Biegeprobleme - Querkraftschub - Torsion - Zusammengesetzte Beanspruchung - Knickung - Formänderungsenergie - Kinematik und Kinetik des Massenpunktes - Kinematik und Kinetik starrer Körper - Schwingungen - Systeme mit mehreren Freiheitsgraden - Prinzipien der Mechanik - Methode der finiten Elemente - Verifizieren von Computerrechnungen

Sujets

• Techniques
• Ingénieurie et sciences appliquées
• Ingénieurie et sciences appliquées
• Sciences appliquées
• Ingénierie
• Sciences appliquées
• Sciences appliquées
• Ingénierie
• Torsion
• A
• Engineering
• Mechanical engineering
• Technology
• Applied mechanics
• Schwingungen
• Sciences et techniques

Informations

• Publié par: Springer Fachmedien Wiesbaden
• Date de parution: 20 mars 2013
• Nombre de lectures: 0
• EAN13: 9783834822352
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 32 Mo

Extrait

Jürgen Dankert
Helga Dankert
Technische
Mechanik
Statik, Festigkeitslehre, Kinematik/Kinetik
7. AuflageTTeechnischechnischeMMeechanikchanikJürgenDankert ⋅ HelgaDankert
TechnischeMechanik
Statik,Festigkeitslehre,Kinematik/Kinetik
7.,ergänzteAufage
Mit1102Abbildungen,128Übungsaufgaben,
zahlreichenBeispielenundweiterenAbbildungen
imInternetJürgenDankert
HelgaDankert
HAW
Hamburg, Deutschland
Prof.Dr.-Ing.HelgaDankert,geb.1939,von1957bis1963StudiumdesMaschinenbausanderTechnischen
HochschuleMagdeburg, 1967 Promotion zumDr.-Ing. Von 1971 bis 1981 Dozentin für
TechnischeMe-
chanikanderTHMagdeburg,1981bis1986verschiedeneTätigkeiteninderIndustrie(Vakoma,HewlettPackard).Ab1986Professorin fürTechnischeMechanikanderHAWHamburg, seit2002imRuhestand.
Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Dankert, geb. 1941, von 1961 bis 1966 Studium des Maschinenbaus an
der
TechnischenHochschuleMagdeburg,1971PromotionzumDr.-Ing.,1979Habilitation.Von1974bis1981
LeitereinesEntwicklungsteamseinesFEM-Programmsystems,ab1981Industrietätigkeit(Takraf,HewlettPackard). Ab1987Professor fürTechnischeMechanikander FH Frankfurt a.M., seit1990Professor für
InformatikanderHAWHamburg.
ISBN978-3-8348-1809-6
ISBN978-3-8348-2235-2(eBook)
DOI10.1007/978-3-8348-2235-2
DieDeutscheNationalbibliothekverzeichnetdiesePublikationinderDeutschenNationalbibliografie;detailliertebibliografischeDatensindimInternetüberhttp://dnb.d-nb.de abrufbar.
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berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der
Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebungals frei zu betrachtenwären unddaher von jedermann
benutztwerdendürfen.
Lektorat:TomasZipsner,EllenKlabunde
GedrucktaufsäurefreiemundchlorfreigebleichtemPapier.
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Science+BusinessMedia
www.springer-vieweg.deV
Vorwort
Auf die Frage „Lehrbuch oder Internet?“ gibt es für die Technische Mechanik nur eine Antwort:
„Beides, möglichst oft im Wechselspiel.“ Nach 15-jähriger Erfahrung mit der Kombination
Lehrbuch/Internet hatten wir die 5. Auflage in vielen Passagen völlig neu geschrieben. Die 6. Auflage
berücksichtigte alle Erkenntnisse, die damit speziell hinsichtlich der Frage „Was gehört ins Buch,
was sollte man im Internet ansiedeln?“ zu gewinnen waren. Wir haben uns bemüht, den Umfang
des gedruckten Buchs bei allen Veränderungen nicht zu vergrößern, das Internetangebot ist
allerdings deutlich umfangreicher geworden (die Anzahl der Internetseiten übersteigt die Anzahl der
Buchseiten erheblich). Die vorliegende 7. Auflage enthält wesentlich mehr Internet-Verweise als
die Vorgänger, insbesondere ist der Bereich TM-interaktiv erheblich erweitert worden.
Die Zielgruppe sind nach wie vor die Studenten aller Ingenieur-Studiengänge an Universitäten
und Fachhochschulen, die Kombination Lehrbuch/Internet gestattet jedoch auch, stets die meist
anspruchsvolleren Probleme der Praktiker mit im Blick zu haben. Und die Ausgangslage ist auch
ungeändert: In keinem anderen Fach muss dem Studenten so früh und so umfassend der gesamte
schwierige Weg der Lösung von Ingenieur-Aufgaben zugemutet werden wie in der Technischen
Mechanik. Er muss Probleme analysieren, das Wesentliche erkennen und ein reales Objekt in ein
physikalisches Modell überführen. Das sich daraus ergebende mathematische Problem muss
gelöst werden, und die Deutung der Ergebnisse, die wieder den Zusammenhang zum realen Objekt
herstellt, schließt den Kreis.
Auf einem schwierigen Teilstück dieses Weges ist der Computer zu einem starken Helfer
geworden. Die Zeit, die früher dem mühsamen Einüben von Lösungsalgorithmen geopfert werden
musste, steht heute für die Problemanalyse und das Studium des Grundlagenwissens zur
Verfügung, das Trainieren der (so eleganten wie aufwendigen) grafischen Verfahren gehört der
Vergangenheit an. Den Bitten zahlreicher Fachkollegen folgend, die Verfahren nicht einfach nur
aufzulisten, haben wir deutlich mehr Wertungen der Lösungsverfahren aufgenommen, Empfehlungen
auch dann, wenn sie negativ ausfallen („::: besonders geeignet“, „::: nicht mehr zeitgemäß“,
„::: spielt praktisch keine Rolle mehr“, „Koppeltafeln haben ausgedient.“:::).
Aber der Computer bleibt für den Ingenieur nur ein Werkzeug. Die eigentlichen Schwierigkeiten,
die im Erfassen der Zusammenhänge, dem Beherrschen von Methoden zur Analyse und Lösung
von Problemen liegen, kann er ihm nicht abnehmen. Er kann ihn aber von dem Ballast
befreien, dessen Bewältigung früher häufig so dominierend war, dass der Lernende nicht mehr zum
Kern des Problems vordringen konnte. Der Ingenieur in der Praxis mit den „nicht-akademischen
Problemen“ stand sogar oft vor unüberwindlichen Schwierigkeiten.
Auf keinen Fall darf man das Verstehen der Zusammenhänge durch das Erlernen des Umgangs
mit der Benutzeroberfläche eines Rechenprogramms ersetzen, im Gegenteil: Man sollte den
Zeitgewinn, den der Computer verschafft, gerade für die intensive Auseinandersetzung mit den
häufig nicht ganz einfachen Problemen nutzen. Dieser Zeitgewinn ergibt sich genau dort, wo nach
der Analyse der mechanischen Probleme und der Formulierung des mathematischen Modells der
aufwendige, aber formale Teil der mathematischen Lösung abgearbeitet werden muss. Ein
angenehmer Nebeneffekt ist, dass der Zwang zur Beschränkung auf die einfachen Probleme, dieVI
der Handrechnung zugänglich sind, entfällt. Der Student kann praxisnahe Probleme lösen, dem
Ingenieur in der Praxis wird damit unmittelbar geholfen.
Weil es aber häufig sogar noch viel einfacher geht, wird eine Frage von Studenten immer öfter
gestellt: „Warum muss ich das denn alles lernen, wenn es mit ein paar Mausklicks so bequem
zu erledigen ist?“ Diese Frage wird von uns an verschiedenen Stellen beantwortet, und wir
gehen sogar noch einen Schritt weiter und offerieren über die wesentlich erweiterte Internet-Site
www.TM-interaktiv.de die Möglichkeit, Standardaufgaben der Technischen Mechanik genau auf
diesem Weg zu erledigen, um auf ein in der Vergangenheit oft stark vernachlässigtes Problem
aufmerksam zu machen: Dem Thema „Verifizieren von Computerrechnungen“ widmen wir ein
eigenes Kapitel.
Wir versuchen, das Zusammenspiel „Lehrbuch und Internet“ auf eine neue Stufe zu heben. Das
Lehrbuch enthält alle Themen, die üblicherweise im Grundkurs Technische Mechanik
behandelt werden und geht an vielen Stellen auch darüber hinaus. Überall dort, wo sich Vertiefungen,
Erweiterungen, Ergänzungen anbieten, bieten wir den „Abzweig ins Internet“ an. Der Leser
findet jetzt noch deutlich mehr von solchen Verzweigungspunkten im Text, auch hier gilt: Es wird
ständig erweitert und ergänzt. Den Studenten, die nach dem Grundkurs in Vertiefungsfächern
oder bei Problemen aus der Praxis merken, dass sie noch tiefer in bestimmte Themen eindringen
müssen, soll auf diesem Wege geholfen werden.
Technische Mechanik ist immer auch sehr viel Mathematik. Auch hier versuchen wir zu trennen:
Was zum unmittelbaren Verständnis beiträgt, findet sich im Buch, und auf der Internet-Site
„Mathematik für die Technische Mechanik“ werden die mathematischen Grundlagen, Ergänzungen
und Vertiefungen im Sinne der Ingenieur-Mathematik behandelt.
Die Mechanik ist die Lehre von der Bewegung, die leider nach wie vor auf dem Papier nur
sehr schwierig demonstriert werden kann. Deshalb finden sich zu fast allen Mechanismen, die
in diesem Buch beschrieben werden, die passenden Animationen im Internet. Damit wird die
Vorstellung der Bewegung erleichtert, die mathematisch zu formulierenden Bewegungsgesetze,
Diagramme und Differenzialbeziehungen vereinfachen sich dadurch allerdings nicht.
Weil es inzwischen durchaus sinnvoll ist, auch das Smartphone neben dem Lehrbuch liegen zu
haben, findet man von den 215 Internet-Verweisen nun 151 auch als QR-Codes (wir
akzeptieren die Abneigung, Adressen über die Tastatur einzugeben). Einen kompakten Überblick aller
Internetangebote findet man unter facebook.com/TechnischeMechanik (QR-Code auf Seite X).
Die im Vorwort übliche Danksagung kann auch für diese Auflage kurz ausfallen. Der Inhalt
entstammt unseren eigenen Vorlesungen, wir haben Text und Zeichnungen eigenhändig in den
Computer gebracht, jede Internetseite selbst erzeugt und jede Programmzeile der bereitgestellten
Programme selbst geschrieben. Bleibt eigentlich nur ein herzlicher Dank an die Studenten und
die Fachkollegen, die sich mit zahlreichen Hinweisen zu den früheren Auflagen geäußert haben,
und an Herrn Thomas Zipsner vom Verlag Springer Vieweg für sein Engagement, dass das Buch
in dieser Form erscheinen kann.
Helga und Jürgen Dankert
Jesteburg, Herbst 2012
E-Mail: [e-mail]
 WWW-Internet-ServicezumBuch-WWW 
Bewegungssimulationen,aufdieimDieserServicebeziehtsichaufdieAuflagen5bis7.FürLeserältererAuflagen
Buchverwiesenwird,findetmanüberwirdaufdenLinkimMenüobenrechtsverwiesen.Mankanndiepassenden
diesenLink:Ergänzungen(inhaltlicheVertiefungenundErweiterungen,ausführliche
Rechnungen,ScriptsfürdieMathematik-Programme,Animationen,...)aufzwei
Wegenfinden:
• ÜberdieSeitennummerinder5.bis7.Auflagekommtmandirektzuder
passendenInternet-Seite:
Animationen
• ÜbereingeeignetesStichwortwirdmanzuderpassendenSeiteoder
ÜberfolgendeLinksfindetmaneventuellzueinerweiterenAuswahlgeführt:
Aufgabensammlungen...
ÜberdieMenüangeboteobenlinkserreichtmanzusätzlicheInternet-Services
zumLehrbuch:„InteraktiveLösungvonAufgaben“,„Mathematikfürdie
TechnischeMechanik“,„Ergänzungen,Vertiefungen“unddieLösungender
ÜbungsaufgabenausdemBuch.
FürStudenten,diesichaufeineKlaus