Statik und Festigkeitslehre: Kräfte zerlegen, Gleichgewicht bestimmen, Beanspruchungen und zulässige Spannungen berechnen.
Technische Mechanik gliedert sich in Statik, Dynamik und Festigkeitslehre. Dieser Überblick zeigt, welche Grundfrage jedes Teilgebiet beantwortet – hält es, bewegt es sich, bricht es? – und wie die drei in einer realen Konstruktion ineinandergreifen. Mit anschaulichen Beispielen, Rechenaufgaben und einer Entscheidungshilfe, mit der du für jede Aufgabe sofort das passende Teilgebiet findest und sauber auseinanderhältst.
Eine Kraft hat Betrag, Richtung und Angriffspunkt. Dieser Beitrag zeigt, wie man Kräfte maßstäblich darstellt, sie über Kräfteparallelogramm und Kosinussatz zur Resultierenden zusammensetzt und in rechtwinklige Komponenten zerlegt. Die schiefe Ebene dient durchgehend als praktisches Beispiel mit Hangabtriebskraft und Normalkraft. Ein interaktiver Rechner führt beide Wege vor, und ein Abschlusstest sichert das Verständnis ab.
Ein Bauteil bewegt sich nicht, weil sich alle Kräfte aufheben. Hier lernst du, wie man ein Bauteil gedanklich freischneidet und anschließend mit den drei Gleichgewichtsbedingungen die unbekannten Kräfte berechnet. Von der Seilaufhängung über die verschiedenen Auflagertypen bis zum belasteten Träger mit Streckenlast – mit durchgerechneten Beispielen aus der Praxis und zwei interaktiven Rechnern.
Schwerpunkt und Standsicherheit entscheiden, ob eine Maschine sicher steht oder kippt. Dieser Beitrag zeigt, wie man den Schwerpunkt zusammengesetzter Flächen bestimmt, Stand- und Kippmoment an der Kippkante aufstellt und daraus den Sicherheitsfaktor sowie den Kippwinkel auf der schiefen Ebene berechnet – mit konkreten Beispielen aus der Praxis.
Wann hält ein Bauteil und wann versagt es? Spannung und Dehnung sind die zwei Grundgrößen, mit denen die Festigkeitslehre das beantwortet. Dieser Beitrag zeigt Schritt für Schritt, wie man beide berechnet, wie sie über den Elastizitätsmodul zusammenhängen und wie man einen Spannungswert in der Konstruktion praktisch einordnet. Mit Rechenbeispielen aus dem Maschinenbau, klaren Formeln und interaktiven Rechnern zum Selbstprobieren.
Jedes Bauteil wird auf eine von fünf Grundarten belastet: Zug, Druck, Schub, Biegung oder Torsion. Dieser Beitrag zeigt verständlich, wie jede Beanspruchung entsteht, welche Spannung sie im Inneren des Werkstoffs erzeugt und mit welcher Formel man sie berechnet. Dazu kommen interaktive Rechner, Schritt für Schritt gelöste Beispiele und Übungsaufgaben mit konkretem Bezug zur Werkstattpraxis.
Bauteile werden nie bis an die Werkstoffgrenze belastet. Dieser Beitrag zeigt, wie der Sicherheitsfaktor die zulässige Spannung festlegt, welche Grenzwerte für zähe und spröde Werkstoffe gelten und wie man damit ein Bauteil prüft oder von Grund auf dimensioniert. Mit Formeln, einem interaktiven Rechner und mehreren durchgerechneten Beispielen aus der Praxis.
