H?here Festigkeitslehre / Werkstoffmechanik

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 9.0 vom 21.02.2023

11M1130

Advanced Solid State Mechanics

Angewandte Werkstoffwissenschaften (M.Sc.)

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Im Bachelorstudium bleibt der Lehrstoff für das Modul Festigkeitslehre weitgehend auf Stabtragwerke begrenzt. Die heute von den Berechnungsingenieuren und Konstrukteuren zu l?senden Probleme gehen aber über die damit zu l?senden Fragestellungen weit hinaus. Das Modul H?here Festigkeitslehre vermittelt die Kenntnisse, diese anspruchsvolleren Probleme zu l?sen. Behandelt werden die Grundlagen der Elastizit?tstheorie, der Tragwerkslehre, der Schwingungen von Kontinua, der Plastizit?t sowie der Numerischen Methoden in der Mechanik. In vertiefenden ?bungen im Simulationslabor werden die Studierenden das Erlernte auf praxisbezogene Beispiele an.

1. Grundlagen der Elastizit?tstheorie
   1.1 Allgemeiner r?umlicher Spannungs- und Verformungszustand
   1.2 Ebene Probleme
   1.3 Energiemethoden der Elastostatik
   1.4 Anwendungsbeispiele
2. Statik spezieller Tragwerke
   2.1 Die Saite
   2.2 Die Platte
   2.3 Rotationsschalen unter rotationssymmetrischer Belastung
   2.3.1 Membrantheorie
   2.3.2 Biegetheorie
3. Schwingungen kontinuierlicher Systeme
   3.1 Die Saite
   3.2 Longitudinal- und Torsionsschwingungen von St?ben
   3.3 Biegeschwingungen von Balken
4. Einführung in die Plastizit?tstheorie
   4.1 ?berblick
   4.2 Spannungs-Deformationsgesetze
   4.3 Anwendungen
   4.3.1 Fachwerk
   4.3.2 Balken
5. Numerische Methoden in der Mechanik
   5.1 Differentialgleichungen in der Mechanik
   5.2 Integrationsverfahren für Anfangswertprobleme
   5.3 Differenzenverfahren für Randwertprobleme
   5.4 Galerkin-Verfahren
   5.5 Verfahren von Ritz
   5.6 Methode der finiten Elemente

Wissensverbreiterung
Die Studierenden der 凤凰体育 Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben,
- kennen Grundlagen und Grenzen der Elastizit?tstheorie,
- haben Einblick in die Plastizit?tstheorie und k?nnen diese auf grunds?tzliche Problemstellungen in der Praxis anwenden bzw. diese fundiert bewerten,
-k?nnen den Begriff Traglast einordnen und die Traglast für einfache Beispiele berechnen.


Wissensvertiefung
Die Studierenden der 凤凰体育 Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben,
k?nnen die, das mechanische Problem beschreibenden Differentialgleichungen aufstellen und für besonders einfache Problemstellungen unter Berücksichtigung der Randbedingungen l?sen. Sie k?nnen ferner
die gefundenen Ergebnisse einordnen und interpretieren.


K?nnen - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden der 凤凰体育 Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben,
lernen die wichtigsten numerischen Methoden zur L?sung mechanischer Probleme kennen und setzen Simulationstools ein, um rechenaufwendige Probleme zu l?sen.
K?nnen - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden der 凤凰体育 Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, sind in der Lage komplexe mechanische Beanspruchungssituationen für Werkstoffe und Bauteile im Expertenteam zu identifizieren, zu diskutieren und einer geeigneten L?sungsmethodik zuzuführen.
K?nnen - systemische Kompetenz
Die Studierenden der 凤凰体育 Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, sind in der Lage komplexe technische Beanspruchungssysteme derart in mechanische Teilprobleme zu zerlegen,
-dass Rand- bzw. ?bergangsbedingungen deutlich werden,
-dass die zeitliche Abfolge einer statischen oder zyklischen, mechanisch oder thermischen Lastaufbringung definiert ist,
und so das Problem mit geeigneten numerischen Werkzeugen (insbesondere die Finite-Elemente-Methode) gel?st werden kann.

Vorlesung, begleitende ?bungen unter Einsatz von Simulationstools (MATLAB, FEMLAB, mathcad), Selbststudium, Gruppenarbeit

Mechanik: Statik, FestigkeitslehreMathematik: Vektor-/Matrizenrechnung, Differential-/Integralrechnung, gew?hnliche und partielle Differentialgleichungen

Mola, Javad

• Mola, Javad
• Jahns, Katrin

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1. G?ldner, H.: Lehrbuch h?here Festigkeitslehre, Bd. 1. Leipzig: Fachbuchverlag, 1991
2. G?ldner, H.: Lehrbuch h?here Festigkeitslehre, Bd. 2. Leipzig: Fachbuchverlag, 1992
3. Hinton, E.: Analysis and optimization of prismatic and axissymmetric shell structures. London: Springer, 2003
4. R?sler, Harders, B?ker: Mechanisches Verhalten der werkstoffe, Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2008

• Mündliche Prüfung
• Hausarbeit
• Klausur 2-stündig

Kenntnisse in den Grundlagen der Elastizit?tstheorie sowie deren Anwendung auf spezielle Tragwerke;Kenntnisser zur Berechnung von Schwingungen kontinuierlicher Systeme;Grundkenntnisse der Plastizit?tstheorie;Kenntnisse in numerischen Methoden der Mechanik und deren Anwendungen.

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch