Klar strukturiert und mathematisch sauber erklärt Stefan Hartmann das oft gefürchtete Fach Technische Mechanik auf hohem didaktischen Niveau in einem Band. Geeignet ist das vorlesungsbegleitende Buch für Studierende der Ingenieurswissenschaften an deutschsprachigen Universitäten.
Klar strukturiert und mathematisch sauber erklärt Stefan Hartmann das oft gefürchtete Fach Technische Mechanik auf hohem didaktischen Niveau in einem Band. Geeignet ist das vorlesungsbegleitende Buch für Studierende der Ingenieurswissenschaften an deutschsprachigen Universitäten.
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), insbesondere dem Deutschen Komitee für Mechanik (DEKOMECH) 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 30 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.
Inhaltsangabe
Teil I Statik starrer Körper 1 Einführung in die Vektorrechnung 1.1 Grundgedanken der Vektorrechnung 1.2 Das Skalarprodukt 1.3 Das Vektorprodukt 1.4 Das Spatprodukt 1.5 Das doppelte Vektorprodukt 1.6 Anwendung der Vektorrechnung in der Geometrie 2 Kraftsysteme 2.1 Kraft und Moment 2.2 De¿nition von Kraftsystemen 2.3 Kraftdichten 3 Schwerpunktberechnungen 3.1 Materieller Körper und Massenmittelpunkt 3.2 Linien-, Flächen- und Volumenschwerpunkte 3.3 Schwerpunkt und Gravitation 3.4 Linien- und Flächenlasten 4 Strukturelemente 4.1 Schnittprinzip und Lagerreaktionen 4.2 Untersuchung der Lösbarkeit von Starrkörperberechnungen 4.3 Statisch bestimmte Fachwerkberechnung 4.4 Balkenberechnung 4.5 Seilberechnung 4.6 Momentenfreie Bögen 5 Reibung 5.1 Haftreibung 5.2 Seilreibung 6 Eindimensionaler Spannungs- und Verzerrungszustand 6.1 Experimentelle Beobachtungen 6.2 Der eindimensionale, linear elastische Festkörper 6.3 Fachwerkberechnung 7 Mehrdimensionale Spannungs- und Verzerrungszustände 7.1 Grundgleichungen der Elastostatik 7.2 Spannungsmaße 7.3 Erweiterte Betrachtungen der Elastostatik 7.4 Zweidimensionale Elastostatik 8 Technische Balkentheorie 8.1 Spannungs-Schnittgrößenzusammenhang 8.2 Einfache Biegung des geraden Balkens 8.3 Querschnittswerte 8.4 Zweiachsige Biegung 8.5 Torsionstheorie 8.6 Biegung mit Querkraft 8.7 Superposition von Lösungen 8.8 Knicken von Stäben 9 Energetische Betrachtungen 9.1 Grundbegri¿e der Energiemethoden 9.2 Sätze von Maxwell, Betti und Castigliano 9.3 Prinzip der virtuellen Verschiebungen Teil III Dynamik starrer Körper 10 Kinematik von Punktmassen und starren Körpern 10.1 Dreidimensionale Punktbewegung 10.2 Dreidimensionale Starrkörperbewegung 10.3 Ebene Starrkörperbewegung 10.4 Bewegte Bezugssysteme 10.5 Bewegte Bezugssysteme in der Starrkörpermechanik 10.6 Kreiselkinematik 11 Bilanzgleichungen der Mechanik 11.1 Masse-, Impuls- und Drehimpuls 11.2 Massenbilanz 11.3 Impulssatz für Punktmassen 11.4 Spezielle Kräfte 11.5 Massenmittelpunkt und Massenträgheitsmomente 11.6 Impuls- und Drehimpulsbilanz bei Starrkörpern 11.7 Der Fall der Statik 11.8 Ebene Starrkörperbewegung 11.9 Impuls- und Drallsatz im bewegten Bezugssystem 12 Bilanz der mechanischen Leistung/Energiesatz 12.1 Energiebetrachtungen bei Punktmassen (geradlinige Bewegung) 12.2 Energiebetrachtung bei Punktmassen 12.3 Energiebetrachtungen bei Starrkörperbewegungen 13 Der Stoß 13.1 Grundbetrachtungen des Stoßes 13.2 Gerader, zentraler Stoß 13.3 Schiefer, zentraler Stoß 13.4 Exzentrischer Stoß Anhang A Dimension und Einheit Anhang B Analysis B.1 Funktionen B.2 Funktionen und deren Ableitungen B.3 Flächen- und Volumenintegrale Anhang C Lineare Algebra C.1 Matrizenrechnung C.2 Homogene Gleichungssysteme C.3 Lösung von zwei Gleichungen für zwei Unbekannte C.4 Berechnung der Eigenvektoren C.5 Einführung in die Tensorrechnung
Teil I Statik starrer Körper 1 Einführung in die Vektorrechnung 1.1 Grundgedanken der Vektorrechnung 1.2 Das Skalarprodukt 1.3 Das Vektorprodukt 1.4 Das Spatprodukt 1.5 Das doppelte Vektorprodukt 1.6 Anwendung der Vektorrechnung in der Geometrie 2 Kraftsysteme 2.1 Kraft und Moment 2.2 De¿nition von Kraftsystemen 2.3 Kraftdichten 3 Schwerpunktberechnungen 3.1 Materieller Körper und Massenmittelpunkt 3.2 Linien-, Flächen- und Volumenschwerpunkte 3.3 Schwerpunkt und Gravitation 3.4 Linien- und Flächenlasten 4 Strukturelemente 4.1 Schnittprinzip und Lagerreaktionen 4.2 Untersuchung der Lösbarkeit von Starrkörperberechnungen 4.3 Statisch bestimmte Fachwerkberechnung 4.4 Balkenberechnung 4.5 Seilberechnung 4.6 Momentenfreie Bögen 5 Reibung 5.1 Haftreibung 5.2 Seilreibung 6 Eindimensionaler Spannungs- und Verzerrungszustand 6.1 Experimentelle Beobachtungen 6.2 Der eindimensionale, linear elastische Festkörper 6.3 Fachwerkberechnung 7 Mehrdimensionale Spannungs- und Verzerrungszustände 7.1 Grundgleichungen der Elastostatik 7.2 Spannungsmaße 7.3 Erweiterte Betrachtungen der Elastostatik 7.4 Zweidimensionale Elastostatik 8 Technische Balkentheorie 8.1 Spannungs-Schnittgrößenzusammenhang 8.2 Einfache Biegung des geraden Balkens 8.3 Querschnittswerte 8.4 Zweiachsige Biegung 8.5 Torsionstheorie 8.6 Biegung mit Querkraft 8.7 Superposition von Lösungen 8.8 Knicken von Stäben 9 Energetische Betrachtungen 9.1 Grundbegri¿e der Energiemethoden 9.2 Sätze von Maxwell, Betti und Castigliano 9.3 Prinzip der virtuellen Verschiebungen Teil III Dynamik starrer Körper 10 Kinematik von Punktmassen und starren Körpern 10.1 Dreidimensionale Punktbewegung 10.2 Dreidimensionale Starrkörperbewegung 10.3 Ebene Starrkörperbewegung 10.4 Bewegte Bezugssysteme 10.5 Bewegte Bezugssysteme in der Starrkörpermechanik 10.6 Kreiselkinematik 11 Bilanzgleichungen der Mechanik 11.1 Masse-, Impuls- und Drehimpuls 11.2 Massenbilanz 11.3 Impulssatz für Punktmassen 11.4 Spezielle Kräfte 11.5 Massenmittelpunkt und Massenträgheitsmomente 11.6 Impuls- und Drehimpulsbilanz bei Starrkörpern 11.7 Der Fall der Statik 11.8 Ebene Starrkörperbewegung 11.9 Impuls- und Drallsatz im bewegten Bezugssystem 12 Bilanz der mechanischen Leistung/Energiesatz 12.1 Energiebetrachtungen bei Punktmassen (geradlinige Bewegung) 12.2 Energiebetrachtung bei Punktmassen 12.3 Energiebetrachtungen bei Starrkörperbewegungen 13 Der Stoß 13.1 Grundbetrachtungen des Stoßes 13.2 Gerader, zentraler Stoß 13.3 Schiefer, zentraler Stoß 13.4 Exzentrischer Stoß Anhang A Dimension und Einheit Anhang B Analysis B.1 Funktionen B.2 Funktionen und deren Ableitungen B.3 Flächen- und Volumenintegrale Anhang C Lineare Algebra C.1 Matrizenrechnung C.2 Homogene Gleichungssysteme C.3 Lösung von zwei Gleichungen für zwei Unbekannte C.4 Berechnung der Eigenvektoren C.5 Einführung in die Tensorrechnung
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