Elastostatik

Die Studierenden können komplexe statisch (un-)bestimmte, elasto-statische Tragwerke eigenständig analysieren und belastungsgerechte Strukturkonzepte entwickeln (WAS), indem sie mehrdimensionale Spannungs- und Verzerrungszustände, Festigkeitshypothesen, Energiemethoden sowie die Euler-Bernoulli-Biegetheorie kritisch miteinander verknüpfen, mathematisch formulieren und zusätzlich mit Hilfe von Simulationssoftware modellieren (WOMIT), um auf dieser Basis innovative, ressourceneffiziente und sichere Konstruktionslösungen für ingenieurwissenschaftliche Anwendungen zu entwerfen, zu bewerten und zu vergleichen (WOZU).

Räumliche Statik

• Kräfte- und Momentengleichgewicht im Raum
• Lager- und Gelenktypen im Raum
• Schnittgrößen bei räumlichen Tragwerken

Grundgleichungen der Elastostatik

Mehrdimensionale Spannungs- und Verzerrungszustände

• Räumlicher Spannungs-, Verschiebungs- und Verzerrungszustand
• Spannungsvektor und Spannungstensor
• Hooke’sches Gesetz für dreidimensionales elastisches Materialverhalten
• Ebener Spannungs- und Verzerrungszustand
• Rotationssymmetrischer Spannungszustand
• Festigkeitshypothesen

Euler-Bernoulli Biegetheorie für statisch un-/bestimmte Balkensysteme

• Gerade und schiefe Biegung mit Normalkraft und Temperaturbeanspruchung
• Normalspannungen
• Differentialgleichungen der Verschiebungen
• Kernflächen
• Kraft- und Weggrößenverfahren

Schubspannungen im schubstarren Biegebalken

• Schubspannungen infolge Querkraft in dickwandigen und dünnwandigen Querschnitten
• Schubmittelpunkt

St.-Venant’sche Torsionstheorie

• Torsion von Kreis- und Kreisringquerschnitten
• Torsion dünnwandig geschlossener und offener Querschnitte

Energiemethoden der Elastostatik

• Arbeitssätze und Formänderungsenergie
• Prinzip der virtuellen Kräfte
• Prinzip der virtuellen Verschiebungen

Stabilität elastischer Stäbe

• Euler-Stab
• Ersatzfedersteifigkeiten

Berechnungssoftware für elasto-statische Systeme

• Einführung in die Nutzung von CAx-Systemen
• Modellierung und Berechnung elasto-statischer Problemstellungen
• bspw. RSTAB, RSECTION, RFEM o.a.

Vorlesungen mit Beispielen, Übungen, Tutorien, Projekt/Praktikum, E-Learning und Blended Learning, Problem-Based Learning, Flipped Classroom, Softwareeinsatz, Peer Teaching

• Gross, Hauger, Schröder, Wall, Technische Mechanik – Band 1: Statik, Springer, 15. Auflage, 2024, eBook ISBN: 978-3-662-69443-5
• Gross, Hauger, Schröder, Wall, Technische Mechanik – Band 2: Elastostatik, Springer, 15. Auflage, 2024, eBook ISBN: 978-3-662-68423-8
• Gross, Ehlers, Wriggers, Schröder, Müller, Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 1: Statik, Springer Vieweg, 14. Auflage, 2024, eBook ISBN: 978-3-662-69522-7
• Gross, Ehlers, Wriggers, Schröder, Müller, Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 2: Elastostatik, Springer Vieweg, 14. Auflage, 2024, eBook ISBN: 978-3-662-68425-2
• Hibbeler, Technische Mechanik 1 – Statik, Pearson, 14. Auflage, 2018, eBook ISBN: 978-3-86326-846-6
• Hibbeler, Technische Mechanik 2 – Festigkeitslehre, Pearson, 8. Auflage, 2013, eBook ISBN: 978-3-86326-681-3
• Mahnken, Lehrbuch der Technischen Mechanik – Band2: Elastostatik, Springer Vieweg, 2. Auflage, 2019, eBook ISBN: 978-3-662-58166-7
• Dankert, Dankert, Technische Mechanik – Statik, Festigkeitslehre, Kinematik/Kinetik, Springer Vieweg, 7. Auflage, 2013, eBook ISBN: 978-3-8348-2235-2