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.

Autorentext
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.

Klappentext

Die Technische Mechanik (TM) ist ein unerlässliches Grundlagenfach und bietet das Rüstzeug für die Planung und Entwicklung komplexer Strukturen wie zum Beispiel Gebäude, Brücken, Fahrzeuge oder Triebwerke. Die TM liefert das theoretische Hintergrundwissen und die Verfahren zur Untersuchung von Kräften und Bewegungen und somit zur Berechnung der Konstruktion, Festigkeit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Bauteilen. Sie liefert damit die Antwort auf die Frage: Was ist technisch möglich? Teilgebiete, die den Inhalt der klassischen Technischen Mechanik darstellen sind Statik, Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik. Stefan Hartmanns "Technische Mechanik" ist konzipiert als vorlesungsbegleitendes Buch für Ingenieurstudiengänge wie zum Beispiel Bauwesen, Maschinenbau und Verfahrenstechnik an deutschsprachigen Universitäten. Der Autor vermittelt die Grundlagen und prüfungsrelevanten Inhalte dieses zentralen, aber oft gefürchteten Faches auf hohem didaktischen Niveau. Er beschreibt dabei klar strukturiert und schlüssig die großen Themengebiete der klassischen Technischen Mechanik - Statik, Elastostatik, und Dynamik - in einem Band. Es hilft dabei, die in der Vorlesung oder im Seminar behandelten Themen im Selbststudium nachzuarbeiten, kann aber auch zum schnellen Nachschlagen genutzt werden. Mathematische Zusammenhänge werden präzise hergeleitet und systematisch zum Lösen von komplexen Aufgabenstellungen herangezogen. Die dafür notwendige mathematische Sprache (Vektorrechnung, lineare Algebra) wird den Studierenden zusätzlich vermittelt. Zahlreiche Abbildungen und kurze, realitätsnahe Übungsaufgaben erleichtern das Verständnis des Lehrstoffs. Eine treffende Zusammenfassung am Ende eines Kapitels gibt zudem Überblick und fokussiert den Blick auf die wichtigsten Konzepte. Die Studierenden erhalten damit das nötige Rüstzeug zur Bewältigung des komplexen Stoffes. Neu in dieser vollständig überarbeiteten zweiten Auflage sind vertiefte Darstellungen des wichtigen Konzepts der statischen Bestimmtheit, von Schwingungen ohne und mit Dämpfung sowie der Stabilität und Linearisierung von Bewegungen.

Inhalt
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