Engineering Mechanics 4

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Inhalt

Die Studenten kennen Möglichkeiten zur Beschreibung der Lage und Orientierung eines starren Körpers bei einer allgemeinen räumlichen Bewegung. Sie erkennen, dass dabei die Winkelgeschwindigkeit ein Vektor ist, der sowohl den Betrag als auch die Richtung ändern kann. Die Studierenden wissen, dass die Anwendung von Impuls- und Drallsatz bei der räumlichen Bewegung sehr viel schwieriger ist als bei einer ebenen Bewegung. Die Studenten können für einen Körper die Koordinaten des Trägheitssensors berechnen. Sie erkennen, dass zahlreiche Effekte bei Kreiseln mit dem Drallsatz erklärt werden können. Bei Systemen mit mehreren Körpern oder Massenpunkten, die nur wenige Freiheitsgrade haben, sehen die Studenten den Vorteil bei der Anwendung der analytischen Verfahren wie dem Prinizip von D'Alembert in Lagrangescher Form oder den Lagrangeschen Gleichungen. Sie können diese Verfahren auf einfache Systeme anwenden. Bei Schwingungssystemen sind den Studenten die wichtigsten Begriffe wie Eigenfrequenz, Resonanz und Eigenwertproblem geläufig. Erzwungene Schwingungen von Systemen mit einem Freiheitsgrad können von den Studenten untersucht und interpretiert werden.

VortragsspracheEnglisch

Current information

The lectures and tutorials take place in presence. Further information can be found in the Ilias-course of the lecture. There you will also find a schedule with all lectures and the corresponding tutorials.

An exam prerequisite will be obligatory. Further information to the type of prerequisite will follow in the Ilias course.

Course information

Learning objectives
The course is the continuation of Engineering Mechanics III. The goal is to understand the spatial motion of a rigid body. This includes both kinematics as well as dynamics. In a second part an introduction into analytic mechanics is given. The third part deals with vibration of simple one or two degrees of freedom systems.

 

Issues

  • spatial kinematics of a rigid body, Euler angles, angular velocity using Euler angles
  • Euler equations, inertia tensor, kinetic energy of a rigid body, free and forced gyroscopes
  • systems of rigid bodies
  • principle of d'Alembert, Lagrange's equations of the first and second kind, generalized coordinates
  • free and forced vibration of one degree freedom systems, frequency response, vibration of multi degree of freedom systems, vibration absorption

 

References

  • Hibbeler: Technische Mechanik 3, Dynamik, München 2006
  • Marguerre: Technische Mechanik III, Heidelberger Taschenbücher, 1968
  • Magnus: Kreisel, Theorie und Anwendung, Springer-Verlag, Berlin, 1971
  • Klotter: Technische Schwingungslehre, 1. Bd Teil A, Heidelberg