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Technische Mechanik 2

Modulbezeichnung: Technische Mechanik 2
Studiengang: Maschinenbau / Produktionstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2021
Code: DBMAB-150
SWS/Lehrform: -
ECTS-Punkte: 6
Studienjahr: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Benotete Modulklausur (Technische Mechanik-2: Dauer 120 Min., 100 Pkt.)
Die Klausur wird im 2. Semester (Block 2B) gemäß Prüfungsplan geschrieben.

[letzte Änderung 11.08.2021]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
DBMAB-150 Maschinenbau / Produktionstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2021, 1. Semester, Pflichtfach
DBWI-150 Wirtschaftsingenieurwesen / Produktionsmanagement, Bachelor, ASPO 01.10.2021, 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Gesamtaufwand des Moduls beträgt 180 Arbeitsstunden.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Sonstige Vorkenntnisse:
Formal: Keine
Inhaltlich: Mathematik-1, Technische Mechanik-1

[letzte Änderung 11.08.2021]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jan Christoph Gaukler
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Jan Christoph Gaukler

[letzte Änderung 11.06.2021]
Lernziele:
Die Studierenden erweitern ihr Verständnis über mechanische Zusammenhänge auf das Gebiet der
Elastostatik. Sie können Spannungs- und Verzerrungszustände durch Tensoren beschreiben und über
das Elastizitätsgesetz miteinander verknüpfen. Des Weiteren sind sie mit dem Spannungs-Dehnungs-Verhalten metallischer Werkstoffe und den Prinzipien der Festigkeitshypothesen vertraut und verstehen die Zusammenhänge von mehrachsigem Spannungszustand, Vergleichsspannung, Werkstoffkennwerten und Bauteildimensionierung. Die Studierenden kennen die Grundbeanspruchungen „Zug- und Druckspannungen“, „Biegung“, „Schubspannungen“ und „Torsion“ und können den durch diese Grundbeanspruchungen verursachten Spannungs- und Verzerrungszustand beschreiben und berechnen. Sie sind somit in der Lage, den Spannungsnachweis zu führen, Stäbe, Stabsysteme (statisch bestimmt / unbestimmt), Balken, Wellen und dünnwandige Profile zu dimensionieren, und deren Verformung unter Belastung zu bestimmen. Darüber hinaus können sie mit dem Superpositionsprinzip Lagerreaktionen
statisch unbestimmter Systeme ermitteln.
Dieses Modul dient der Erweiterung und der Stärkung der fachlichen Kompetenz „Wissen und Verstehen“ (Wissensverbreiterung) und der instrumentalen Kompetenz.

[letzte Änderung 11.08.2021]
Inhalt:
• Beanspruchung von Stäben und Stabsystemen (statisch bestimmt / unbestimmt)
  o Normal- und Schubspannungen, zulässige Spannung, Dimensionierung
  o Dehnung
  o Spannungs-Dehnungs-Verhalten von Metallen, Werkstoffkennwerte, Querkontraktion, Wärmedehnung und -spannung,
    Elastizitätsgesetz, Dehnsteifigkeit
  o Methodik zum Lösen technischer Probleme durch Anwendung v. Gleichgewichtsbedingungen, kinematischer
    Beziehung, Elastizitätsgesetz und Verträglichkeitsbedingungen
 
• Grundlagen der Elastostatik
  o Spannungszustand: Spannungsvektor/-tensor, ebener Spannungszustand (Koordinatentransformation,
    Hauptnormalspannungen, Mohrscher Spannungskreis, Berechnung dünnwandiger Kessel (= Modell für Druckbehälter
    und Rohre)
  o Verzerrungszustand (Verzerrungsvektor und -tensor) und Elastizitätsgesetz
  o Festigkeitshypothesen: Schubspannungshypothese nach Tresca, Hypothese der Gestaltänderungsenergie nach von
    Mises
 
• Balkenbiegung
  o Grundlagen
  o Flächenträgheitsmomente: Grundlagen, Parallelverschiebung der Bezugsachsen, Drehung des Bezugssystems,
    Hauptträgheitsmomente
  o Grundgleichungen der geraden Biegung, Biegesteifigkeit
  o Normalspannungsverteilung in einem auf Biegung belasteten Balken: Nulllinie, neutrale Faser,
    Widerstandsmoment, Spannungsnachweis, Dimensionierung
  o Biegelinie: Differentialgleichung der Biegelinie, Balken mit einem und mit mehreren Feldern, Superposition und
    Bestimmung der Lagerreaktion statisch unbestimmter Systeme
  o Einflüsse und Verteilung der Schubspannung
  o Schiefe Biegung
  o Überlagerung von Zug-/Druckspannungen und Biegung
 
• Torsion
  o Torsion kreiszylindrischer Wellen
  o Torsion dünnwandiger geschlossener und dünnwandiger, offener Profile

[letzte Änderung 11.08.2021]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung: Vortrag (darbietend), Demonstration (darbietend), Bearbeitung konkreter Problemstellungen
in Gruppenarbeit (erarbeitend)
Übungen: Bearbeitung konkreter Problemstellungen in Gruppenarbeit (erarbeitend)

[letzte Änderung 11.08.2021]
Sonstige Informationen:
Verwendung des Moduls in anderen Studiengängen:
 
Studiengängen „Maschinenbau – Produktionstechnik““ und „Wirtschaftsingenieurwesen – Produktionsmanagement“ verwendet. Unter Beachtung der Gruppengrößen kann die Vorlesung maximal zweizügig und die Übung maximal vierzügig pro Studienjahr angeboten werden.

[letzte Änderung 11.08.2021]
Literatur:
• D. Gross, W. Hauger, J. Schröder, W. A. Wall: Technische Mechanik 2 – Elastostatik (Springer)
• R. C. Hibbeler: Technische Mechanik 2 – Festigkeitslehre (Pearson)

[letzte Änderung 11.08.2021]
[Wed Aug 10 10:47:19 CEST 2022, CKEY=atm2, BKEY=aswmpt, CID=DBMAB-150, LANGUAGE=de, DATE=10.08.2022]