Festigkeitslehre

11B0151

Bachelor

Deutsch

5.0

Winter- und Sommersemester

1 Semester

Im Rahmen der Entwicklung und Konstruktion neuer Maschinen, Fahrzeuge und deren Komponenten wird standardmäßig die Mechanik von Baugruppen und von einzelnen Bauteilen betrachtet. Basierend auf den Erkenntnissen der Statik und der Werkstoffkunde wird in der Festigkeitslehre die Belastung in Bauteilen berechnet und mit der Belastbarkeit der eingesetzten Materialien verglichen. Die besondere Bedeutung der Festigkeitslehre für die Auslegung von Systemen wird anhand von verschiedenen praxisnahen Beispielen deutlich. Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage Spannungen und Dehnungen in einfachen Bauteilen zu berechnen und im Hinblick auf die Festigkeit des Bauteils zu bewerten. Die Studierenden kennen die Grundlagen einer sicheren und wirtschaftlichen Bauteilauslegung. Nach Abschluss des Moduls kennen die Studierenden die Relevanz der Festigkeitslehre für weiterführende Module in der Konstruktion und der Finite Elemente Methode.

1. Einführung

2. Zug- und Druckbeanspruchung in Stäben

3. Spannungs- und Verzerrungszustand

4. Festigkeitshypothesen

5. Biegung gerader Balken

6. Torsion von Stäben

7. Knickung

8. Ausgewählte spezifische Themen der Festigkeitslehre

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Klausur

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Mechanik: Inhalt der Vorlesung Statik

Mathematik: Trigonometrie, Algebra, Grundlagen der Differential- und Integralrechnung, einfache Differentialgleichungen

Werkstoffkunde: Werkstofftypen, Werkstoffkennwerte

Studierende, die dieses Modul erfolgreich studiert haben,

• können die Begriffe mechanische Spannung und Verzerrung zu nennen und die Unterschiede erklären.
• können die für die Festigkeitslehre notwendigen Materialgesetze und Materialeigenschaften nennen und erklären
• können verschiedene Festigkeitshypothesen zu nennen und die Anwendung erläutern.
• können die Grundbelastungsarten (Zug, Druck und Temperaturänderung in Stäben, Biegung Schub und Torsion) nennen und darlegen.
• den Stellenwert der Festigkeitslehre innerhalb des Ingenieurswesens anhand praktischer Beispiele beschreiben.

Studierende, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können mit den Methoden der Festigkeitslehre den Spannungsnachweis für Stäbe und Balken führen sowie die Bedeutung der Vergleichsspannungen für überlagerte Beanspruchungen erklären und die Einsatzgebiete der Festigkeitshypothesen abgrenzen.

Studierende, die dieses Modul erfolgreich studiert haben,

• können Spannungs- und Verzerrungszustände bei mehrachsigen Belastungszuständen beschreiben und die Spannungen und Verzerrungen in verschiedenen Raumrichtungen berechnen.
• können Haupt- und Vergleichspannungen berechnen und geeignete Festigkeitshypothesen auswählen.
• können statisch bestimmte und unbestimmte Systeme unterscheiden und berechnen.
• können die Verformung und den Spannungszustand von Bauteilen bei den Grundbelastungsarten berechnen.
• können für überlagerte Beanspruchung die geeignete Vergleichsspannung auswählen und berechnen.
  
  

Studierende, die dieses Modul erfolgreich studiert haben,

• können die Grenzen der Festigkeitsberechnung mit elementaren Methoden einschätzen und bewerten.
• können Problemstellungen, Lösungswege und Lösungen ingenieurmäßig aufbereiten und dokumentieren.

Die Studierenden sind in der Lage sich eigenständig in die Berechnung komplexerer Probleme mit Hilfe weiterführender Literatur einzuarbeiten.

Studierende, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können Ergebnisse von ausgewählten Analysen und Berechnungen aufbereiten, in Gruppen darstellen und diskutieren.

• Bahlmann, Norbert

• Schmehmann, Alexander
• Bahlmann, Norbert
• Schmidt, Reinhard
• Stelzle, Wolfgang
• Fölster, Nils
• Richter, Christoph Hermann
• Schneider, Waldemar
• Schweers, Elke
• Wehmöller, Michael
• Mertens, Tobias
• Jahns, Katrin