Technische Mechanik, Kinematik und Kinetik 2

Dieses Lehrbuch ist die Fortsetzung des Lehrbuches Kinematik und Kinetik I und behandelt zuerst die Bewegung des starren Körpers mit Fixpunkt. Die Bewegungsgesetze des Körpers werden mit den Richtungskosinussen und mit den Euler'schen Winkeln bestimmt. Damit werden für die Körperpunkte die Bewegungsgesetze, die Geschwindigkeitsverteilung und die Beschleunigungsverteilung ermittelt. Für kinetische Untersuchungen werden der Impulssatz und die Euler'schen Gleichungen in Bezug auf den Fixpunkt und in Bezug auf den Schwerpunkt verwendet. Als Anwendungen werden der Kreisel mit und ohne Momente, die reguläre Präzession des schweren symmetrischen Kreisels sowie der Wendekreisel behandelt. Zum Lösen von Stoßaufgaben mit dem Impuls- und Drallsatz werden vereinfachende Annahmen getroffen und die Materialeigenschaften der sich stoßenden Körper durch eine Stoßzahl gekennzeichnet. Als Anwendungen werden der gerade und zentrale Stoß sowie der exzentrische Stoß von Körpern und der Stoßmittelpunkt behandelt. Im Kapitel Analytische Mechanik werden das Prinzip der virtuellen Arbeit für die Statik und das Prinzip von d'Alembert für die Kinetik abgeleitet und ihre Anwendung an Beispielen veranschaulicht. Danach werden die Lagrange'schen Gleichungen zweiter Art bestimmt und mit dieser Methode die Bewegungsdifferentialgleichungen verschiedener Systeme mit einem und mehreren Freiheitsgraden ermittelt und integriert. Im Kapitel Schwingungen werden die freien und erzwungenen Schwingungen mechanischer Systeme mit einem und mehreren Freiheitsgraden behandelt. Die Bewegungsdifferentialgleichungen werden mit dem Impuls- und Drallsatz für die freigeschnittenen Teile der Systeme, mit den Lagrange'schen Gleichungen zweiter Art und mit den Einflußzahlen bestimmt. Die freien Schwingungen mit geschwindigkeitsproportionaler Dämpfung und Reibung werden untersucht. Für Systeme mit kinematischer Erregung sowie mit Unwuchterregung werden die Amplituden und Phasenwinkel der erzwungenen Schwingungen berechnet. An Beispielen werden die Themen Schwingungsisolierung, Schwingungstilgung, Resonanz, Resonanzdurchgang und Scheinresonanz behandelt. Auf die Grenzen der Aussagemöglichkeiten der linearen Schwingungslehre wird hingewiesen. Zielgruppe des Lehrbuches sind Studierende ingenieurwissenschaftlicher Fakultäten von Hochschulen und Universitäten.