Bachelor: Digital Engineering

212 - Mechanik I

Empfohlenes Studiensemester: 2

Turnus: Sommersemester

Sprachen: Deutsch

ECTS: 5

Prüfungsform: schrP, weitere Angaben siehe SPO und Studienplan

Lehrform und SWS: SU (4SWS)

Gesamter Workload: 150 Stunden

Präsenzzeit: 60 Stunden Seminaristischer Unterricht

Selbststudium: 90 Stunden

Modulverantwortung: Prof. Dr. Jörg Middendorf (FK03)

Weitere Lehrende: Prof. Dr. Armin Fritsch (FK03)

Empfohlene Voraussetzung für die Teilnahme

Vorkenntnisse in Mathematik (Vektorrechnung, Infinitesimalrechnung)

Lernziele

Fach- und Methodenkompetenz

Die Studierenden sind nach erfolgreichem Bestehen des Moduls in der Lage, statische Probleme an Systemen starrer Körper selbständig zu lösen. Dazu gehört, dass die Studierenden ein reales Bauteil oder eine reale technische Struktur in Form eines mechanischen Modells idealsieren, dieses Modell durch Freischneiden und der Formulierung von Gleichgewichtsbedingungen in mathematische Gleichungen übersetzen sowie diese Gleichungen lösen können. Insbesondere sind die Studierenden in der Lage, das Schnittprinzip anzuwenden, eingeprägte Kräfte und Reaktionskräfte zu erkennen (3. NEWTONsches Axiom) sowie Gleichgewichtsbedingungen aufzustellen.

Außerdem können die Studierenden elastostatische Probleme am Beispiel von Stabsystemen selbständig lösen. Dazu gehören neben der Formulierung von Gleichgewichtsbedingungen bzw. der Berechnung von Schnittgrößen die Einbeziehung von Verformungsgleichungen (z.B. die Ermittlung von Verschiebungen), bei statisch unbestimmten Systemen die Formulierung von Kompatibilitätsbedingungen und schließlich die Berücksichtigung von Randbedingungen. Zentrales Lernziel ist, dass die Studierenden die Zusammenhänge von äußeren Belastungen eines Systems und den daraus resultierenden inneren Beanspruchungen sowie den Verformungen erläutern können. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage, die Voraussetzungen, Idealisierungen sowie die Grenzen der Anwendbarkeit der elementaren Stabtheorie zu beschreiben und zu beurteilen.

Inhalt

Statik starrer Körper: Gleichgewichtsbedingungen an zentralen und allgemeinen Kräftesystemen, Schwerpunkt, Lagerreaktionen, Fachwerke, Schnittgrößen an Balken.

Elastostatik (Beanspruchungen und Verformungen elastischer Körper): Spannung, Verzerrung und Elastizitätsgesetz am Beispiel des Stabes, Kräfte und Verformungen in Stäben, statisch unbestimmt gelagerte Stäbe/Stabsysteme.

Lehrmethoden und Lernformen

Tafel, Beamer, Online-Skript

Verwendbarkeit des Moduls

Bachelor Digital Engineering

Literatur

• Gross/Hauger/Schröder/Wall: "Technische Mechanik 1", Springer-Verlag.
• Gross/Hauger/Schröder/Wall: "Technische Mechanik 2", Springer-Verlag.