t.BA.EUP.STFL.19HS (Physik 3: Statik Festigkeitslehre) 
Modul: Physik 3: Statik Festigkeitslehre
Diese Information wurde generiert am: 29.06.2022
Nr.
t.BA.EUP.STFL.19HS
Bezeichnung
Physik 3: Statik Festigkeitslehre
Veranstalter
T IMES
Credits
4

Beschreibung

Version: 2.0 gültig ab 01.02.2020
 

Kurzbeschrieb

Ziel des Modules ist es, an das Verstehen der wesentlichen Grundgesetze und Methoden der Statik für starre und elastische Körper heranzuführen.

Modulverantwortung

Eberlein Robert (ebei)

Lernziele (Kompetenzen)

Ziel Kompetenzen Taxonomiestufen
Grundbegriffe und Grundprinzipien der Statik erläutern F K2
Zentrale und allgemeine, ebene und räumliche Kräftegruppen auf eine resultierende Kraft und ein resultierende Moment reduzieren und diese zerlegen F K3
Das Coulombsche Reibungsgesetz auf Haftreibungsprobleme anwenden F, M K3
Verschiedene Lagertypen und Verbindungselemente identifizieren und ihre Freiheitsgrade sowie Lagerreaktionen beschreiben F, M K2 / K4
Anhand notwendiger und hinreichender Bedingungen die statische Bestimmtheit eines Tragwerks ermitteln F, M K4
Ebene (einfache und mehrteilige) Tragwerke freischneiden, die Gleichgewichtsbedingungen aufstellen und die Lager- und Gelenkreaktionen bestimmen F, M K3 / K4
Ebene Fachwerke analysieren und Stabkräfte bestimmen F, M K3 / K4
Schnittkraftverläufe (Normal-, Querkraft, Moment) in durch äussere Einzelkräfte und -momente belasteten ebenen Tragwerken nach Konvention bestimmen F, M K3
Den Spannungs- und Dehnungsbegriff sowie die wichtigsten Festigkeitshypothesen erläutern F K2
Spannungen einfacher Tragwerke (Zug-/Druckstab, Biegebalken, Torsionswelle) berechnen und Deformationen mit Hilfe von Tabellenwerken bestimmen F, M K3 / K4
Die Anwendungsgrenzen der gelernten Methoden erläutern F K2

Modulinhalte

1. Grundbegriffe & Grundprinzipien der Statik
 
  • Überblick Technische Mechanik
  • Repetition aus Physik 1: Kraft, Moment, Vektorcharakter (Angriffspunkt, Wirkungslinie, Richtungssinn)
  • starre vs. deformierbare Körper
  • Grundprinzipien: Schnittprinzip, Newtonsche Axiome
 
2. Zentrale & Allgemeine Kräftegruppen
 
  • Begriffe: zentrale / allgemeine Kräftegruppe, Resultierende, Moment / Kräftepaar, Wirkung von Kräften/Momenten und Gleichgewicht
  • Repetition aus Physik 1: Zerlegung und Reduktion von Kräften
  • (eben, räumlich)
  • Freischneiden von Tragwerken (inkl. Seil, Rollen, Stäben, Kontakt)
  • Gleichgewichtsaufgaben
 
3. Tragwerke
 
  • Begriffe: Lager, Verbindungselemente, Freiheitsgrade
  • Ermitteln von Lager- und Verbindungsreaktionen
  • Ermitteln der statischen Bestimmtheit
 
4. Fachwerke
 
  • Analyse von Fachwerken: Freiheitsgrade, Nullstäbe
  • Ermitteln von Stabkräften: Knotenpunkt-, Rittersches Schnittverfahren
 
5. Haftung & Reibung
 
  • Begriffe: Normalkraft, Haftreibungskraft, Gleitreibungskraft
  • Coulombsche Reibungsgesetze, Haftbedingung
 
6. Schnittgrössen am Balken I
 
  • Begriffe: äusserer vs. Innerer Schnitt, Konventionen
  • Ermitteln von Normal-, Querkraft, Biegemoment in ebenen und räumlichen Tragwerken
 
7. Schnittgrössen am Balken II
 
  • Übungslektion
 
8. Grundbegriffe der Festigkeitslehre
 
  • Begriffe: Spannungen (Normal-/Schubspannung) und Verzerrungen (Dehnung / Scherung), Beanspruchung (Zug-/Druck, Biegung, Torsion), Spannungsnachweis, Dimensionierung
  • Elastizitätsgesetz
  • Zug- / Druckbeanspruchung im Stab
  • (Einzelkraft, verteilte Längslast, thermische Dehnung)
 
9. Biegebeanspruchung I
 
  • Begriffe: reine Biegung, Querkraftbiegung, gerade / schiefe Biegung, schubstarrer / schubweicher Balken
  • Spannungsverteilung im schubstarren Balken (reine Biegung)
  • Flächenträgheitsmoment 2. Ordnung (axial, polar)
 
10. Biegebeanspruchung II
 
  • Flächenträgheitsmoment: zusammengesetzte Querschnitte, Satz von Steiner, Tabellenwerke
  • Biegelinien (Tabellenwerke)
 
11. Biegebeanspruchung III
 
  • Übungslektion
 
12. Torsionsbeanspruchung I
 
  • Begriffe: Querschnittsklassen für Torsion
  • Schubspannung und Verdrehung aufgrund Torsion in einer kreiszylindrischen Welle (inkl. einschränkende Annahmen)
 
13. Torsionsbeanspruchung II
 
  • Schubspannung und Verdrehung aufgrund Torsion in dünnwandigen, geschlossenen Profilen
  • Schubspannung und Verdrehung aufgrund Torsion in dünnwandigen, offenen Profilen
 
14. Festigkeitshypothesen
 
  • Normalspannungs-, Schubspannungs-, Gestaltänderungshypothese
  • Semesterüberblick

Lehrmittel/Materialien

Verwendete Lehrbücher: Technische Mechanik 1 & 2: Gross et al. Springer, Tafelskript des/der Dozenten/-in, optional separat verteiltes Skript.

Ergänzende Literatur

 

Zulassungs-voraussetzungen 

Physik 1, Analysis 1 & 2, Algebra und Statistik 1 & 2

Unterrichtssprache

(X) Deutsch ( ) Englisch

Teil des Internationalen Profils

( ) Ja (X) Nein

Modulausprägung

Typ 3a
  Details siehe unter: T_RL_Richtlinie_Modulauspraegungen_Stundengutschriften

Leistungsnachweise

Bezeichnung Art Form Umfang Bewertung Gewichtung
Leistungsnachweise während Studiensemester 2x
Klausur
schriftlich 2x
30 Min.
benotet 2x
20%
Semesterendprüfung Klausur schriftlich 90 Min. benotet 60%

Bemerkungen

Von den Leistungsnachweisen während der Unterrichtszeit kann abgewichen werden, wenn der Dozierende dies in einer Modulvereinbarung während der ersten Woche des Studiensemesters schriftlich bekannt gibt.

Rechtsgrundlage

Die Modulbeschreibung ist neben Rahmenprüfungsordnung und Studienordnung Teil der Rechtsgrundlage. Sie ist verbindlich. Eine in der ersten Unterrichtswoche des Semesters schriftlich festgehaltene und kommunizierte Modulvereinbarung kann die Modulbeschreibung präzisieren. Die Modulvereinbarung ersetzt nicht die Modulbeschreibung.
Kurs: Physik 3: Statik Festigkeitslehre - Praktikum
Nr.
t.BA.EUP.STFL.19HS.P
Bezeichnung
Physik 3: Statik Festigkeitslehre - Praktikum

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.
Kurs: Physik 3: Statik Festigkeitslehre - Vorlesung
Nr.
t.BA.EUP.STFL.19HS.V
Bezeichnung
Physik 3: Statik Festigkeitslehre - Vorlesung

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.