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Statik und Festigkeitslehre (3V+2Ü+2T) (S&F)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Statics and Strength of Materials (3L+2E+2T))

Modulverantwortliche/r: Kai Willner
Lehrende: Kai Willner, Gunnar Possart, Martin Jerschl, Simone Hürner


Startsemester: WS 2013/2014Dauer: 1 SemesterTurnus: halbjährlich (WS+SS)
Präsenzzeit: 105 Std.Eigenstudium: 120 Std.Sprache: Deutsch

Lehrveranstaltungen:


Inhalt:

  • Kraft- und Momentenbegriff, Axiome der Statik
  • ebene und räumliche Statik

  • Flächenmomente 1. und 2. Ordnung

  • Tribologie

  • Arbeit

  • Spannung, Formänderung, Stoffgesetz

  • überbestimmte Stabwerke, Balkenbiegung

  • Torsion

  • Energiemethoden der Elastostatik

  • Stabilität

  • Elastizitätstheorie und Festigkeitsnachweis

Lernziele und Kompetenzen:


Wissen
  • Die Studierenden kennen die axiomatischen Grundlagen der Technischen Mechanik sowie die entsprechenden Fachtermini.
  • Die Studierenden kennen das Schnittprinzip und die Einteilung der Kräfte in eingeprägte und Reaktionskräfte bzw. in äußere und innere Kräfte.

  • Die Studierenden kennen die Gleichgewichtsbedingungen am starren Körper.

  • Die Studierenden kennen das Phänomen der Haft- und Gleitreibung.

  • Die Studierenden kennen die Begriffe der Verzerrung und Spannung sowie verschiedene Stoffgesetze.

  • Die Studierenden kennen den Begriff der Formänderungsenergie, das Prinzip der virtuellen Arbeiten und das Verfahren von Castigliano.

  • Die Studierenden kennen den Begriff der Hauptspannungen sowie das Konzept der Vergleichsspannung und Festigkeitshypothesen.

  • Die Studierenden kennen das Problem der Stabilität und speziell die vier Eulerschen Knickfälle für ein schlankes Bauteil unter Drucklast.

Verstehen
  • Die Studierenden können Kräfte nach verschiedenen Kriterien klassifizieren.
  • Die Studierenden können verschiedene Lagerungsarten unterscheiden und die entsprechenden Lagerreaktionen angeben.

  • Die Studierenden können den Unterschied zwischen statisch bestimmten und unbestimmten Systemen erklären.

  • Die Studierenden können den Unterschied zwischen Haft- und Gleitreibung erläutern.

  • Die Studierenden können das linearelastische, isotrope Materialgesetz angeben und die Bedeutung der Konstanten erläutern.

  • Die Studierenden können die Voraussetzungen der Euler-Bernoulli-Theorie schlanker Balken erklären.

  • Die Studierenden können die Idee der Energiemethoden der Elastostatik und das Prinzip der virtuellen Arbeit in seinen Grundzügen erläutern.

  • Die Studierenden verstehen die Idee der Vergleichsspannung und können verschiedene Festigkeitshypothesen erklären.

Anwenden
  • Die Studierenden können den Schwerpunkt eines Körpers bestimmen.
  • Die Studierenden können ein System aus mehreren Körpern geeignet freischneiden und die entsprechenden eingeprägten Kraftgrößen und die Reaktionsgrößen eintragen.

  • Die Studierenden können für ein statisch bestimmtes System die Reaktionsgrößen aus den Gleichgewichtsbedingungen ermitteln.

  • Die Studierenden können die Schnittreaktionen für Stäbe und Balken bestimmen.

  • Die Studierenden können die Spannungen im Querschnitt schlanker Bauteile (Stab, Balken) unter verschiedenen Belastungen (Zug, Biegung, Torsion) ermitteln.

  • Die Studierenden können die Verformungen schlanker Bauteile auf verschiedenen Wegen (Integration bzw. Energiemethoden) ermitteln.

  • Die Studierenden können aus einem gegebenen, allgemeinen Spannungszustand die Hauptspannungen sowie verschiedene Vergleichsspannungen ermitteln.

  • Die Studierenden können die kritische Knicklast für einen gegebenen Knickfall bestimmen.

Analysieren
  • Die Studierenden können ein geeignetes Modell für schlanke Bauteile anhand der Belastungsart und Geometrie auswählen.
  • Die Studierenden können ein problemangepasstes Berechnungsverfahren zur Ermittlung von Reaktionsgrößen und Verformungen auch an statisch unbestimmten Systemen wählen.

  • Die Studierenden können eine geeignete Festigkeitshypothese wählen.

  • Die Studierenden können den relevanten Knickfall für gegebene Randbedingungen identifizieren.

Evaluieren (Beurteilen)
  • Die Studierenden können den Spannungszustand in einem Bauteil hinsichtlich Aspekten der Festigkeit bewerten.
  • Die Studierenden können den Spannungszustand in einem schlanken Bauteil hinsichtlich Aspekten der Stabilität bewerten.

Literatur:

  • Gross, Hauger, Schnell, Wall: Technische Mechanik 1, Berlin:Springer 2006
  • Gross, Hauger, Schnell, Wall: Technische Mechanik 2, Berlin:Springer 2007

Organisatorisches:

Organisatorisches, Termine & Downloads auf StudOn


Weitere Informationen:

www: http://www.studon.uni-erlangen.de/cat5282.html

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

  1. 177#55#H: 3. Semester
    (Po-Vers. 2007 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  2. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science): 2. Semester
    (Po-Vers. 2010 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  3. Berufspädagogik Technik (Bachelor of Science): 2. Semester
    (Po-Vers. 2011 | Studienrichtung Metalltechnik | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  4. Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2011 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  5. Chemie- und Bioingenieurwesen (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  6. Chemie- und Bioingenieurwesen (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  7. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2010 | Bachelorprüfung | Technische Wahlmodule | Statik und Festigkeitslehre)
  8. Energietechnik (Bachelor of Science): 2. Semester
    (Po-Vers. 2011 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  9. Energietechnik (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2013 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  10. Informatik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2007 | Nebenfächer | Nebenfach Maschinenbau | Technische Mechanik | Statik und Festigkeitslehre)
  11. Informatik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009s | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Technische Mechanik | Statik und Festigkeitslehre)
  12. Informatik (Bachelor of Science)
    (Po-Vers. 2009w | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Technische Mechanik | Statik und Festigkeitslehre)
  13. Informatik (Master of Science)
    (Po-Vers. 2010 | Nebenfach | Nebenfach Maschinenbau | Technische Mechanik | Statik und Festigkeitslehre)
  14. International Production Engineering and Management (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2010 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  15. International Production Engineering and Management (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2011 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  16. Life Science Engineering (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  17. Life Science Engineering (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2010 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  18. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2008 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  19. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Bachelorprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  20. Mechatronik (Bachelor of Science): 2. Semester
    (Po-Vers. 2007 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  21. Mechatronik (Bachelor of Science): 2. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  22. Medizintechnik (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Modulgruppen B5 und B8.1 - Kompetenzfeld Bildgebende Verfahren | Modulgruppe B8.1 - Vertiefungsmodule ET/INF | Statik und Festigkeitslehre)
  23. Medizintechnik (Bachelor of Science): 3. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Modulgruppen B6 und B8.2 - Kompetenzfeld Gerätetechnik | Modulgruppe B6 - Kernmodule | Statik und Festigkeitslehre)
  24. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2007 | PO-Version 2007 | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Statik und Festigkeitslehre)
  25. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2008 | Studienrichtung Maschinenbau | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Statik und Festigkeitslehre)
  26. Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science): 1. Semester
    (Po-Vers. 2009 | Studienrichtung Maschinenbau | Grundlagen- und Orientierungsprüfung | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Statik und Festigkeitslehre)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Statik und Festigkeitslehre (Prüfungsnummer: 46601)
Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2013/2014
1. Prüfer: Willner/Leyendecker
Termin: 24.03.2014, 08:00 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 19.09.2014, 08:00 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 26.03.2015, 08:00 Uhr, Ort: s. Aushang
Termin: 28.09.2015, 16:30 Uhr, Ort: s. Aushang

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