Technische Mechanik für Ingenieure

Im ersten und zweiten Band der Technischen Mechanik wurden das Gleichgewicht der Kräfte sowie die Spannungen und Verformungen von gelagerten und belasteten Körpern untersucht. Im dritten Band werden die Vorgänge und Zusammenhänge von bewegten Körpern in Abhän­ gigkeit der Zeit (die jetzt als physikalische Grundgröße neu hinzukommt) behandelt. Zunächst werden die Bewegungsgesetze vereinfachend an einem punktförmigen Körper (Massenpunkt) studiert, um dann von einem Punkthaufen (der sich aus mehreren Massen­ punkten zusammensetzt) auf einen starren Körper mit unendlich vielen Massenpunkten und infmitesimal kleinen Abständen überzugehen. Die Bewegungen werden erst rein geometrisch (Kinematik) und anschließend im Zusammenhang mit den wirksamen Kräften (Kinetik) verfolgt. Die gezeigten (etwas aufwendigen) rechnerischen Bestimmungen von kinematischen Größen bei einigen wichtigen technischen Grundelementen wie Kurbeltrieb, Gelenkviereck, Kurbel­ schleife usw. sollen Anregungen zum Programmieren dieser Probleme und zur Lösung von ähnlichen Aufgaben verschaffen. Zeichnerische Lösungen bieten oft nicht genügende Genauigkeiten, z.B. wenn Übertragungen von Winkeln erforderlich sind wie bei der Konstruktion des Beschleunigungs-Momentanpols. Dann sollen zur Kontrolle die Koordinaten des Pols auch rechnerisch mit den angegebenen Formeln überprüft werden. Oftmals sind die einzelnen Strecken innerhalb einer Zeichnung von sehr unterschiedlicher Größe. Ein passender Maßstab, der einerseits ausreichende Ablesege­ nauigkeit liefert, andererseits eine geeignete Unterbringung der Konstruktion auf dem üblichen Schreibformat ermöglicht, ist nicht immer gegeben. Außerdem ist auch der zeichnerische Aufwand mühevoll, wenn man die kinematischen Daten für mehrereGetriebestellungen benötigt, was bei der rechnerischen Behandlung mit Hilfe eines Computer-Programms schnell zu erledigen ist.

Prof. Dipl.-Ing. Joachim Berger lehrt Technische Mechanik und Maschinendynamik an der FH Düsseldorf.