Statik

11B0406

Bachelor

Deutsch

5.0

Winter- und Sommersemester

1 Semester

Bei der Entwicklung und Konstruktion neuer Maschinen, Fahrzeuge und deren Komponenten muss die Mechanik von Baugruppen und von einzelnen Bauteilen betrachtet werden. Die Statik ist dabei die grundlegende Disziplin der Mechanik und bildet die Basis für weiterführende Untersuchungen hinsichtlich der Festigkeit, der Verformungen und der Kinematik/Kinetik beweglicher Bauteile. Basis aller Festigkeitsberechnungen und Dimensionierungen von Bauteilen sowie deren Lagerung und deren Verbindungselemente, ist die Kenntnis der auf eine Konstruktion bzw. ein Bauteil einwirkenden Belastungen. Die Statik beinhaltet Methoden, um diese systematisch für ebene und räumliche Beanspruchungen zu ermitteln. Die besondere Bedeutung der Statik für die Auslegung von Systemen wird anhand von verschiedenen praxisnahen Beispielen deutlich. Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, für zweidimensionale und einfache dreidimensionale Systeme aus starren Körpern Freischnitte für das Gesamtsystem, für Teilsysteme sowie für einzelne Körper zu erstellen und innere und äußere Beanspruchungen zu bestimmen. Sie können Gleichgewichtsbedingungen aufstellen und die wirkenden Kräfte und Momente berechnen. Desweiteren können die  Studierenden ihre Vorgehensweise und ihre Problemlösungen in formal und inhaltlich angemessener Weise erläutern und dokumentieren.

1. Grundlegende Begriffe und Axiome der Statik
2. Ebene zentrale Kräftesysteme
3. Ebene allgemeine Kräftesysteme
4. Einfache dreidimensionale Kräftesysteme
5. Bestimmung von Schwerpunkten
6. Schnittgrößenverläufe
7. Gleit- und Haftreibung

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

• Portfolio-Prüfungsleistung

Die Portfolio-Prüfung umfasst 100 Punkte und besteht aus einer zweistündigen Klausur (K2) und einer schriftlichen Arbeitsprobe (APS). Mit der K2 können maximal 80 Punkte erzielt werden. Die APS wird zweifach angeboten, Studierenden steht frei, an beiden schriftlichen Arbeitsproben teilzunehmen. Es geht dann die am besten bewertete schriftliche Arbeitsprobe mit maximal 20 Punkten in die Bewertung ein.

• Arbeitsprobe (schriftlich): ca 4-6 Aufgaben, zu bearbeiten in 50-70min, zwei semesterbegleitende Termine, beste der beiden Arbeitsproben zählt.
• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Basiswissen Mathematik: Algebra, Trigonometrie, Vektorrechnung

Studierende kennen nach Abschluss des Moduls den Stellenwert der Statik innerhalb des Ingenieurwesens und können diesen beschreiben. Sie können die Axiome der Statik starrer Körper nennen und erklären. Sie kennen die unterschiedlichen Belastungsarten technischer Konstruktionen und können diese benennen und einordnen. Sie kennen den Unterschied zwischen inneren und äußeren Beanspruchungen und können diese erklären. Sie können die wirkenden Größen (Kraft, Moment) und maschinenbauliche Komponenten eines Gesamtsystems (Pendelstütze, Scheibe, Balken) nennen und deren Eigenschaften erläutern.

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage:

• Lagerungen und Verbindungsstellen von mechanischen Systemen zu identifizieren und zu klassifizieren,
• größere Systeme in Teilsysteme zu zerlegen, 
• Freischnitte von Gesamt- und Teilsystemen zu erstellen,
• punktuell und verteilt angreifende Kräfte zu unterscheiden und entsprechend zu berücksichtigen,
• basierend auf den Freischnitten für zwei- und für einfache dreidimensionale Systeme die Gleichgewichtsbedingungen aufzustellen und zu lösen,
• Belastungen von Lagerstellen und Verbindungen zu berechnen,
• Schnittgrößen in Balken zu berechnen und grafisch darzustellen,
• Linien- und Flächenschwerpunkte von ebenen Körpern zu berechnen,
• Reibstellen in mechanischen Systemen zu erkennen und Haft- und Gleitreibung zu unterscheiden und die wirkenden Reibkräfte zu berechnen,
• Problemstellungen, Lösungswege und Lösungen ingenieurmäßig aufzubereiten und zu dokumentieren.

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, eine maschinenbauliche Konstruktion soweit zu abstrahieren, dass sie für eine mechanische Auslegung mit den gelernten Methoden berechnet werden kann.

Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden die ersten Schritte und Berechnungen durchführen, die für eine festigkeitsmäßige Auslegung einer mechanischen Konstruktion notwendig sind.

Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden Ergebnisse von ausgewählten Analysen und Berechnungen aufbereiten, in Gruppen darstellen und diskutieren.

• Schmidt, Reinhard

• Bahlmann, Norbert
• Richter, Christoph Hermann
• Rosenberger, Sandra
• Schmidt, Reinhard
• Stelzle, Wolfgang
• Wehmöller, Michael
• Mertens, Tobias
• Fölster, Nils