Technical Mechanics for Geoscientists - An Introduction

Nach der erfolgreichen Teilnahme an der Modulveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, die grundlegenden Axiome der Mechanik sowie die Grundlagen der mechanischen Modellbildung zu verstehen und die genannten Methoden auf einfache Systeme anzuwenden. Die Studierenden haben die Konzepte von Kräften und Momenten, sowie von Freiheitsgraden, Bindungen und Auflagern verstanden und können diese anwenden. Sie können die wesentlichen Grundlagen der Arbeitsprinzipien der Mechanik beschreiben und das klassische Kräftegleichgewicht auf gegebene Problemstellungen anwenden. Die Teilnehmer sind in der Lage, Lösungen für statisch bestimmte Systeme über Gleichgewichtsbeziehungen, virtuelle Arbeit und über Differentialbeziehungen zu bestimmen. Sie können Lösungsverfahren für mehrachsiale Spannungszustände an beliebigen Schnitten anwenden, Spannungen in gedrehten Koordinatensystemen klassifizieren und die Beanspruchung von Systemen bewerten.

Im Modul werden die Axiome und Methoden der Technischen Mechanik behandelt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf Anwendungen und Problemstellungen aus den Ingenieurwissenschaften in Forschung und Praxis. Das Modul legt wichtige mechanische Grundlagen für das folgende Studium.
Die thematische Gliederung ist dabei folgende:
- Bewegungsfreiheitsgrade ebener (und räumlicher) Systeme, kinematische Abhängigkeiten
- Kontinuierliche und diskrete Krafteinwirkungen und deren Resultierende
- Begriff des Gleichgewichts, Schnittprinzip
- Prinzip der virtuellen Arbeit
- Differentialgleichungen
- Auflagerreaktionen und Schnittgrößen statisch bestimmter Systeme mit Hilfe des Kräftegleichgewichts und des Prinzips der virtuellen Arbeit
- Mehrachsiale Spannungszustände (Mohrscher Spannungskreis)
- Beanspruchungshypothesen für mehrachsige Spannungszustände
- Grundlegende Beschreibung dynamischer Systeme