Leichtbaustatik, 1982

Das hier vorgelegte Buch gibt den Inhalt meiner an der Fachhochschule Hamburg gehaltenen Vorlesung "Festigkeit im Leichtbau I" wieder, die flir aIle Studenten des Flugzeugbaus und (mit anderen Beispielen) des Fahrzeugbaus im 4. Semester als Einflihrung obligatorisch ist. Sie baut auf den fijr Ingenieurstudenten liblichen Grundvorlesungen liber Technische Hechanik auf und solI flir die spiiter im Leichtbau tiitigen Ingenieure einfache Berechnungsmethoden der Leichtbaustatik zeigen. Dabei ist vor allem an die Konstrukteure gedacht, die sich schnell ei­ nen Uberblick liber die GreDenordnung der zu erwartenden Kriifte und Span­ nungen machen mlissen, ohne gleich eine GroDrechenanlage zu benutzen. Ebenso muD der Statiker durch Gberschlagsrechnungen prlifen kennen, ob die GreDenordnung der von der Hechenanlage herausgegebenen lverte richtig ist. Der zuklinftige Statiker wird sich darliberhinaus mit der Methode der finiten Elemente zur genaueren Spannungsberechnung und mit speziellen Stabilitiitsproblemen beschiiftigen mlissen. Hauptthema dieses Buches sind die Spannungen und Verformungen in dlinn­ wandigen Konstruktionen, die Stabilitiit dlinnwandiger Bauteile und ebene statisch unbestimmte Systeme. Die Darstellung dieser an sich komplizierten Themen flir Anfiinger zwingt hiiufig zu vereinfachter Darstellung. Ich habe mich bemliht, dabei die wesentlichen Gesichtspunkte eines Problems herauszuarbeiten und an B- spielen zu verdeutlichen. So soll das einfilhrende Beispiel zeigen, daB vereinfachende Annahmen hiiufig zu erheblicher Reduzierung des Rechen­ aufwandes flihren, ohne daD das wesentliche Rechenergebnis verfiilscht wird. Der Anfiinger sollte dabei stets darauf achten, ob die Vorausset­ zungen flir die vereinfachenden Annahmen erfiill t sind.

1. Einführung.- 1.1 Aufgaben des Leichtbaus.- 1.2 Allgemeine Hinweise.- 1.3 Voraussetzungen und Annahmen.- 2. Spannungen und Verformungen in dünnwandigen Konstruktionen.- 2.1 Statisch bestimmter Schubwandträger.- 2.1.1 Schubformel und Schubfeldschema.- 2.1.2 Schubwandträger mit Rechteckfeidern.- 2.1.3 Schubwandträger mit Trapezfeld.- 2.2 Dünnwandiger Träger mit offenem Profil.- 2.2.1 Schnittgrößen.- 2.2.2 Schubmittelpunkt.- 2.3 Geschlossene dünnwandige Träger.- 2.3.1 Torsion eines einfach geschlossenen Trägers.- 2.3.2 Torsion eines Trägers mit mehrfach zusammenhängendem Querschnitt.- 2.3.3 Biegung symmetrischer Träger.- 2.3.4 Biegung und Torsion.- 2.3.5 Schubmittelpunkt.- 2.3.6 Beanspruchung der Krafteinleitungsrippe.- 2.3.7 Ausschnitte in dünnwandigen Kastenträgern.- 3. Stabilität.- 3.1 Euler’sche Knickkraft.- 3.1.1 Einspannbedingungen.- 3.1.2 Kurze Druckstäbe.- 3.2 Beulung von Platten unter Druckbelastung.- 3.2.1 Beulformeln.- 3.2.2 Mittragende Breite.- 3.2.3 Druckfestigkeit von dünnwandigen Stäben.- 3.3 Schubbeulen.- 3.3.1 Beulformel.- 3.3.2 Ideales Zugfeld.- 3.3.3 Unvollständiges Zugfeld.- 4. Energiesätze und Verformung.- 4.1 Arbeit der äußeren Kräfte.- 4.2 Formänderungsarbeit.- 4.2.1 Zugstab.- 4.2.2 Biegestab.- 4.2.3 Schubarbeit.- 4.3 Verschiebungen.- 4.3.1 Einflußzahlen und Satz von Betti.- 4.3.2 Verschiebung der Kraftangriffspunkte.- 4.3.3 Verschiebung beliebiger Punkte.- 5. Statisch unbestimmte Systeme.- 5.1 Statische Unbestimmtheit.- 5.2 Kraftgrößenverfahren.- 5.2.1 Einführung.- 5.2.2 Verallgemeinerung.- 5.3 Beispiele von ebenen statisch unbestimmten Systemen.- 5.3.1 Einfach statisch unbestimmter Biegeträger.- 5.3.2 Statisch unbestimmtes Fachwerk.- 5.3.3 Symmetrischer geschlossener Rahmen.- 5.3.4 Rumpfspant eines Flugzeuges.- Liste der verwendeten Formelzeichen.