Inhalt
Der Erwerb der genannten Kompetenzen und Fähigkeiten erfolgt durch Behandlung folgender Themen:
Einführung in die Festigkeitslehre: Durchführung einer Festigkeitsberechnung,
Werkstoffkennwerte, Spannung, Dehnung, Querzahl, Wärmespannung, charakteristische Werkstoffeigenschaften
Normalspannungen: Zug- und Druckspannung, gerade und schiefe Biegung
Flächenträgheitsmomente, Balken gleicher Biegespannung
Biegelinie
Torsion, Wölbkrafttorsion, Verdreh- und Schwerwinkel
Schubspannungen: Querkraftschub, Schubspannung im Verhältnis zur Biegespannung
Knicken: Elastisches und plastisches Knicken (Euler, Tetmajer)
Zulässige Werkstoffkennwerte: Statische Werkstoffkennwerte, Dauer- und Zeitfestigkeit, Kerbwirkung, Oberflächenrauheit, Größeneinfluss
Festigkeitshypothesen: Zweiachsiger Spannungszustand, Vergleichsspannung (SH, GEH)
Strukturen von Festkörpern, Elastische und plastische Verformung, Festigkeitssteigerung, Erholung und Rekristallisation, Eisen-Kohlenstoff Diagramm, Wärmebehandlung von Stahl, Normgerechte Bezeichnung von Stahl, Wichtige Stahlsorten, Nichteisenmetalle, Polymerwerkstoffe, Werkstoffprüfung
Lernergebnisse
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden
Fachkompetenz:
Berechnen einfacher Festigkeitsprobleme für die Belastungsarten Zug, Druck, Biegung, Torsion und Knicken
Beurteilung von zusammengesetzten Beanspruchungen
Einhalten der Festigkeitsbedingung, um ein Versagen des Bauteils zu vermeiden
ausreichenden Überblick über das Wissensgebiet der Werkstofftechnik, um das Werkstoffverhaltens vorherzusagen oder anhand von Versuchen zu bestimmen
Methodenkompetenz:
Berechnen von Normal- und Tangentialspannungen in Bauteilen
Anwenden von Gleichgewichtsbedingungen zum Lösen von Festigkeitsproblemen
Grundlage zum Verständnis für das Verhalten der Werkstoffe in der technischen Mechanik (Festigkeitslehre) und der Fertigungstechnik (Urformen, Umformen, Trennen, Fügen, Beschichten und Stoffeigenschaft ändern).
Sozial- und Selbstkompetenz:
Strukturiertes Problemlösungsverhalten
Selbständige Analyse und Berechnung von Festigkeitsaufgaben
selbstständig in komplexere Aufgabenstellungen der Werkstofftechnik einzuarbeiten und das notwendige Fachvokabular für das Gespräch mit Werkstoffingenieuren zu erlernen
Literatur
Romberg, O., Hinrichs, N.. Keine Panik vor Mechanik,. , 1999.
Hagedorn, P.. Technische Mechanik, Band 2. , 2003.
Gross, D., et. al.. Technische Mechanik, Band 2. Springer, 2001.
Weißbach, W.. Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung. Vieweg,, 2001.
Bargel, H., J.; Schulze, G.. Werkstoffkunde. Springer, 2008.