Kontinuumsmechanik: Einführung in die materialunabhängigen und materialabhängigen Gleichungen, 4te

Innovative technische Projekte mit komplexen Aufgabenstellungen erfordern oft solide Kenntnisse in der Kontinuumsmechanik. Denn häufig handelt es sich um Mehrfeldprobleme, die sich im Rahmen klassischer Konzepte der Technischen Mechanik nicht lösen lassen. Das Buch führt leicht verständlich in das anspruchsvolle Gebiet der Kontinuumsmechanik ein. Der Schwerpunkt liegt bei festen deformierbaren Körpern, wobei sich die vorgestellten Konzepte problemlos auch auf Fluide übertragen lassen. Das Lehrbuch gliedert sich in vier Abschnitte: Grundbegriffe und mathematische Grundlagen, Materialunabhängige Gleichungen, Materialabhängige Gleichungen. Nach einer kurzen Einführung in Aufgaben, Betrachtungsweisen und Modelle der Kontinuumsmechanik werden zunächst die Grundzüge der Tensorrechnung vorgestellt. Die folgenden Kapitel behandeln systematisch die materialunabhängigen Aussagen der Kontinuumsmechanik, das heißt die Kinematik, die Kinetik und die Bilanzen. In den abschließenden Kapiteln zeigt der Autor anhand der für technische Anwendungen besonders wichtigen Teilgebiete (z.B. die lineare Theorie der Elastizität und der Thermoelastizität) wie die materialunabhängigen und die materialabhängigen Gleichungen zusammengefasst werden können. Zahlreiche Beispiele mit vollständigen Lösungen illustrieren den theoretischen Teil und erleichtern so das Verständnis. In der 4. Auflage wurden zahlreiche Abschnitte überarbeitet und präzisiert, wobei auch die unterschiedlichen Konzepte der Kontinuumsmechanik noch deutlicher gemacht werden. Zahlreiche Fehler wurden beseitigt. Gleichzeitig wurde die Referenzliteratur erweitert sowie die Liste der weiterführenden Literatur ergänzt und aktualisiert. Diese Einführung in die Kontinuumsmechanik richtet sich an Studierende an Universitäten und Fachhochschulen im Bereich Maschinenbau und Bauingenieurwesen, Physik und Technomathematik sowie an Wissenschaftler und Praktiker in der Industrie. Vorausgesetzt werden Kenntnisse der Höheren Mathematik, der Physik, der Technischen Mechanik, der Thermodynamik, der Strömungslehre und der Werkstoffkunde, wie sie zu Beginn der Ausbildung vermittelt werden. Das gut eingeführte Werk Ebene Flächentragwerke erscheint nun in der 2. Auflage. Ausgehend von einer Klassifikation der Modelle ebener Flächentragwerke und den Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie werden zunächst systematisch die Gleichungen für isotrope Scheiben und Platten abgeleitet. Dabei wird ein didaktisch einheitliches Konzept eingesetzt. Die Gleichungen werden in kartesischen Koordinaten, Polarkoordinaten und schiefwinkligen Koordinaten formuliert. In Ergänzung der ersten Auflage wird auch eine Plattentheorie in koordinatenfreier Schreibweise behandelt, so dass der Leser einen leichteren Zugang zu modernen Konzepten der Formulierung von Flächentragwerkstheorien erhält. Die Diskussion der Plattenmodelle nach Kirchhoff, Mindlin und von Kármán zeigt die Möglichkeiten und Grenzen dieser Strukturmodelle. Für schubstarre und schubelastische Platten mit kleinen Durchbiegungen wird auch anisotropes Materialverhalten einbezogen, und es werden die Strukturgleichungen der klassischen Laminattheorie und der Schubdeformationstheorie erster Ordnung angegeben. Es folgt ein kurzer Einblick in Theorien zur Analyse dreischichtiger Platten. Die Berücksichtigung vorgegebener Temperaturfelder erfolgt für alle Plattenmodelle im Rahmen der entkoppelten Thermoelastizität. Der Leser erhält einen umfassenden Überblick über die Anwendung bedeutsamer Strukturmodelle ebener Flächentragwerke. Die nach Aufgabenklassen geordneten zahlreichen Beispiele können als Referenzlösungen zur Testung numerischer Verfahren genutzt werden. Die Aufnahme der sogenannten Reduktionsverfahren von Wlassow und Kantorowitsch soll ihre Leistungsfähigkeit für die Ableitung einfacher und analytischer Näherungslösungen durch die Reduktion der Strukturgleichungen auf eindimensionale Formulierungen verdeutlichen. Die Zielgruppen Das Werk richtet sich hauptsächlich an Studierende und Nachwuchswissenschaftler des Bauingenieurwesens und des Maschinenbaus sowie verwandter Studienrichtungen, die sich mit den theoretischen Grundlagen und den ingenieurmäßigen Lösungskonzepten für ebene Flächentragwerke auseinandersetzen müssen. Daneben ist es ein Hilfsmittel für Wissenschaftler und in der Praxis tätige Ingenieure Front Matter ....Pages i-xiv Front Matter ....Pages 1-2 Einführung (Holm Altenbach)....Pages 3-16 Mathematische Grundlagen der Tensoralgebra und Tensoranalysis (Holm Altenbach)....Pages 17-70 Front Matter ....Pages 71-72 Kinematik des Kontinuums (Holm Altenbach)....Pages 73-138 Kinetische Größen und Gleichungen (Holm Altenbach)....Pages 139-168 Bilanzgleichungen (Holm Altenbach)....Pages 169-208 Front Matter ....Pages 209-210 Materialverhalten und Konstitutivgleichungen (Holm Altenbach)....Pages 211-232 Deduktiv abgeleitete Konstitutivgleichungen (Holm Altenbach)....Pages 233-254 Induktiv abgeleitete Konstitutivgleichungen (Holm Altenbach)....Pages 255-286 Methode der rheologischen Modelle (Holm Altenbach)....Pages 287-304 Front Matter ....Pages 305-306 Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie (Holm Altenbach)....Pages 307-316 Grundgleichungen linearer viskoser Fluide (Holm Altenbach)....Pages 317-324 Back Matter ....Pages 325-345