Statik

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 18.0 vom 22.06.2022

11B0406

Statics

• Aircraft and Flight Engineering (B.Sc.)
• Fahrzeugtechnik (Bachelor) (B.Sc.)
• Maschinenbau (B.Sc.)
• Maschinenbau im Praxisverbund (B.Sc.)
• Bioverfahrenstechnik in Agrar- und Lebensmittelwirtschaft (B.Sc.)
• Berufliche Bildung - Teilstudiengang Metalltechnik (B.Sc.)
• Energie-, Umwelt- und Verfahrenstechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Mechatronik (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)
• Berufliche Bildung - Teilstudiengang Fahrzeugtechnik (B.Sc.)

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Im Rahmen der Entwicklung und Konstruktion neuer Maschinen, Fahrzeuge und deren Komponenten wird seit vielen Jahren standardmäßig die Mechanik von Baugruppen und von einzelnen Bauteilen betrachtet. Die Statik ist dabei die grundlegende Disziplin der Mechanik und bildet die Basis für weiterführende Untersuchungen der Festigkeit und der Kinematik/Kinetik. Basis aller Festigkeitsberechnungen und Dimensionierungen von Bauteilen 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, Teilsysteme sowie einzelne Körper zu erstellen und innere und äußere Beanspruchungen zu bestimmen. Sie können Gleichgewichtsbedingungen aufstellen und die wirkenden Kräfte und Momente berechnen.

1. Grundlegende Begriffe
2. Ebene zentrale Kräftesysteme
3. Ebene allgemeine Kräftesysteme
4. Einfache dreidimensionale Kräftesysteme
5. Linien- und Flächenschwerpunkte
6. Schnittgrößenverläufe
7. Gleit- und Haftreibung

Wissensverbreiterung
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.
Wissensvertiefung

Können - instrumentale Kompetenz
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 entsprechen 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,
• die wirkenden Reibkräfte zu berechnen.


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

Vorlesungen, Übungen in zwei Kategorien (Studierende bzw. Professor rechnet vor), sowie Tutorien in kleineren Gruppen (maximal 30), Gruppenarbeit

Basiswissen Mathematik: Algebra, Trigonometrie, einfache Integral- und Didderentialrechnung, Vektorrechnung

Schmidt, Reinhard

• Bahlmann, Norbert
• Helmus, Frank Peter
• Michels, Wilhelm
• Richter, Christoph Hermann
• Rosenberger, Sandra
• Schmidt, Reinhard
• Stelzle, Wolfgang
• Voicu, Mariana-Claudia

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Gross, D.; Hauger, W.; Schröder, J.; Wall, W.A.: Technische Mechanik 1, Statik, Springer Dreyer, H.J., Eller, C, Holzmann/Meyer/Schumpich: Technische Mechanik Statik, SpringerAssmann, B.: Technische Mechanik Band 1: Statik, de GruyterHibbeler, R. C.: Technische Mechanik 1 Statik, Pearson StudiumWinkler, J; Aurich H.: Taschenbuch der Technischen Mechanik, Carl HanserDankert, H. ; Dankert, J.: Technische Mechanik Statik, Festigkeitslehre, Kinematik/Kinetik, SpringerRomberg, O. ; Hinrichs, N.: Keine Panik vor Mechanik, SpringerGiek, K.; Giek, R.: Technische Formelsammlung, Carl Hanser

Portfolio Prüfung

Semesterabschlussprüfung: Klausur 120 minund
2 semesterbegleitende Klausuren: 2 x 60 min

1 Semester

Wintersemester und Sommersemester

Deutsch