Statik und Festigkeitslehre (3V+2Ü+2T) (S&F)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Statics and Strength of Materials (3L+2E+2T))

Lehrveranstaltungen:

• • Statik und Festigkeitslehre
    (Vorlesung, 3 SWS, Giuseppe Capobianco et al.)
  • Tutorium zur Statik und Festigkeitslehre
    (Tutorium, 2 SWS, Sigrid Leyendecker et al.)
  • Übungen zur Statik und Festigkeitslehre
    (Übung, 2 SWS, Sigrid Leyendecker et al.)

Inhalt:

• Kraft- und Momentenbegriff, Axiome der Statik

• ebene und räumliche Statik

• Flächenmomente 1. und 2. Ordnung

• Tribologie

• Arbeit

• Spannung, Formänderung, Stoffgesetz

• überbestimmte Stabwerke, Balkenbiegung

• Torsion

• Energiemethoden der Elastostatik

• Stabilität

• Elastizitätstheorie und Festigkeitsnachweis

Lernziele und Kompetenzen:

Wissen

• Die Studierenden kennen die axiomatischen Grundlagen der Technischen Mechanik sowie die entsprechenden Fachtermini.

• Die Studierenden kennen das Schnittprinzip und die Einteilung der Kräfte in eingeprägte und Reaktionskräfte bzw. in äußere und innere Kräfte.

• Die Studierenden kennen die Gleichgewichtsbedingungen am starren Körper.

• Die Studierenden kennen das Phänomen der Haft- und Gleitreibung.

• Die Studierenden kennen die Begriffe der Verzerrung und Spannung sowie verschiedene Stoffgesetze.

• Die Studierenden kennen den Begriff der Formänderungsenergie, das Prinzip der virtuellen Arbeiten und das Verfahren von Castigliano.

• Die Studierenden kennen den Begriff der Hauptspannungen sowie das Konzept der Vergleichsspannung und Festigkeitshypothesen.

• Die Studierenden kennen das Problem der Stabilität und speziell die vier Eulerschen Knickfälle für ein schlankes Bauteil unter Drucklast.
  

Verstehen

• Die Studierenden können Kräfte nach verschiedenen Kriterien klassifizieren.

• Die Studierenden können verschiedene Lagerungsarten unterscheiden und die entsprechenden Lagerreaktionen angeben.

• Die Studierenden können den Unterschied zwischen statisch bestimmten und unbestimmten Systemen erklären.

• Die Studierenden können den Unterschied zwischen Haft- und Gleitreibung erläutern.

• Die Studierenden können das linearelastische, isotrope Materialgesetz angeben und die Bedeutung der Konstanten erläutern.

• Die Studierenden können die Voraussetzungen der Euler-Bernoulli-Theorie schlanker Balken erklären.

• Die Studierenden können die Idee der Energiemethoden der Elastostatik und das Prinzip der virtuellen Arbeit in seinen Grundzügen erläutern.

• Die Studierenden verstehen die Idee der Vergleichsspannung und können verschiedene Festigkeitshypothesen erklären.

Anwenden

• Die Studierenden können den Schwerpunkt eines Körpers bestimmen.

• Die Studierenden können ein System aus mehreren Körpern geeignet freischneiden und die entsprechenden eingeprägten Kraftgrößen und die Reaktionsgrößen eintragen.

• Die Studierenden können für ein statisch bestimmtes System die Reaktionsgrößen aus den Gleichgewichtsbedingungen ermitteln.

• Die Studierenden können die Schnittreaktionen für Stäbe und Balken bestimmen.

• Die Studierenden können die Spannungen im Querschnitt schlanker Bauteile (Stab, Balken) unter verschiedenen Belastungen (Zug, Biegung, Torsion) ermitteln.

• Die Studierenden können die Verformungen schlanker Bauteile auf verschiedenen Wegen (Integration bzw. Energiemethoden) ermitteln.

• Die Studierenden können aus einem gegebenen, allgemeinen Spannungszustand die Hauptspannungen sowie verschiedene Vergleichsspannungen ermitteln.

• Die Studierenden können die kritische Knicklast für einen gegebenen Knickfall bestimmen.

Analysieren

• Die Studierenden können ein geeignetes Modell für schlanke Bauteile anhand der Belastungsart und Geometrie auswählen.

• Die Studierenden können ein problemangepasstes Berechnungsverfahren zur Ermittlung von Reaktionsgrößen und Verformungen auch an statisch unbestimmten Systemen wählen.

• Die Studierenden können eine geeignete Festigkeitshypothese wählen.

• Die Studierenden können den relevanten Knickfall für gegebene Randbedingungen identifizieren.

Evaluieren (Beurteilen)

• Die Studierenden können den Spannungszustand in einem Bauteil hinsichtlich Aspekten der Festigkeit bewerten.

• Die Studierenden können den Spannungszustand in einem schlanken Bauteil hinsichtlich Aspekten der Stabilität bewerten.

Literatur:

• Gross, Hauger, Schnell, Wall: Technische Mechanik 1, Berlin:Springer 2006

• Gross, Hauger, Schnell, Wall: Technische Mechanik 2, Berlin:Springer 2007

Organisatorisches:

Organisatorisches, Termine & Downloads auf StudOn

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. 177#55#H: 3. Semester
   (Po-Vers. 2007 | TechFak | Werkstoffwissenschaften (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Statik und Festigkeitslehre (Prüfungsnummer: 46601)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 7.5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023

1. Prüfer:

Willner/Leyendecker

Termin: 30.09.2022
Termin: 30.09.2022