Stereostatik: Vorwort
Vorwort
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Die Statik ist die Lehre vom Gleichgewicht der Kräfte und Momente. Als Teilgebiet der Technischen Mechanik bildet sie die Grundlage für viele Berechnungen im Ingenieurwesen, insbesondere im Maschinenbau und im Bauingenieurswesen. Gegenüber der theoretischen Mechanik in der Physik, wo die Formulierung allgemeiner theoretischer Gesetzmäßigkeiten im Vordergrund steht, werden in der Technischen Mechanik spezielle Fragestellungen der Technik im Detail untersucht, beispielsweise zur Berechnung von Stabwerken. Die Statik stellt dabei einen Sonderfall der Dynamik dar, in der die Bewegung von Körpern unter Lasteinwirkung (Kräfte und Momente) untersucht wird. Wir können nur dann ein mechanisches System mit den Methoden der Statik untersuchen, wenn alle angreifenden Lasten im Gleichgewicht stehen und das System entweder ruht oder sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt.
In der Technischen Mechanik wird das Verhalten realer Körper mit Ersatzmodellen abgebildet. Dadurch können wir für bestimmte Anwendungsfälle deutliche mathematische Vereinfachungen annehmen. Die Unterschiede zwischen den Ersatzmodellen werden deutlich, wenn wir das Verhalten eines Körpers untersuchen, auf den Kräfte einwirken. Wir können das weite Gebiet der technischen Mechanik deshalb anhand der verwendeten Ersatzmodelle und deren Eigenschaften in die folgenden Fachgebiete einteilen:
- Starrkörpermechanik
- Ein Starrkörper behält unter Einwirkung beliebiger Kräfte immer seine ursprüngliche Form. Eine Deformation wird im Modell nicht abgebildet. Die Statik starrer Körper wird auch als Stereostatik bezeichnet.
- Elastomechanik
- Ein elastischer fester Körper wird unter Einwirkung von Kräften verformt, nimmt jedoch wieder seine ursprüngliche Form ein, wenn die Kräfte entfernt werden. Von Elastostatik wird gesprochen, wenn für statische Modelle ein rein elastisches Materialverhalten angenommen wird. Die Elastostatik wird in der Technischen Mechanik oft in der Festigkeitslehre angewendet.
- Plastomechanik
- Die Modellvorstellung der Plastomechanik berücksichtigt neben einer elastischen Verformung zusätzlich eine bleibende plastische Verformung von festen Körpern. Die Einwirkung von Kräften verändert damit die Form eines festen Körpers dauerhaft. Die Plastomechanik wird in der Festigkeitslehre zur Abbildung von Materialverhalten außerhalb des elastischen Bereiches verwendet.
- Hydromechanik
- Für die Abbildung des mechanischen Verhaltens von Fluiden wird die Hydromechanik verwendet. Befindet sich ein hydromechanisches System im Kräftegleichgewicht, liegt der Sonderfall der Hydrostatik vor.
- Aeromechanik
- Die Aerostatik behandelt die Mechanik von gasförmigen "Körpern". Der Sonderfalls der Statik wird hier als Aerostatik bezeichnet.
Sowohl Elasto- und Plastomechanik, als auch Hydro- und Aerodynamik sind Inhalte der Kontinuumsmechanik. Sie haben eine kontinuierliche Modelltheorie gemeinsam. Die Starrkörpermechanik verwendet jedoch ausschließliche eine diskrete Modellvorstellung zur Beschreibung des Verhaltens von Körpern.
In diesem Buch werden wir uns nur der Stereostatik widmen. Auch wenn wir damit bei weitem nicht alle Fragen der Technischen Mechanik beantworten können, bildet die Stereostatik das Fundament für die oben erläuterten anderen Teilgebiete. Ein gutes Verständnis der Stereostatik erleichtert den Einstieg in diese Gebiete deutlich. Doch auch mit dem Wissen der Stereostatik lassen sich bereits eine Reihe spannender mechanischer Probleme untersuchen. Neben den theoretischen Grundlagen werden wir im Laufe des Buches deshalb auch viele Beispiele analysieren und die Stereostatik mit Leben füllen.
Artikel zu diesem Thema in der Wikipedia
[Bearbeiten]Literatur
[Bearbeiten]Pestel, Eduard: Technische Mechanik. Teil 1: Statik, Bibliografisches Institut AG, Mannheim, 1969