Mechanik-Labor

Lehrveranstaltungen

  • Technische Mechanik 1 (TM1)
  • Technische Mechanik 2 (TM2)
  • Festigkeit im Leichtbau (FIL)
  • Höhere Festigkeit im Leichtbau (HFL)

Leitung: Prof. Dr.-Ing. E. Nast

Ort: Berliner Tor 5 (BT5), Raum 6.22

Das Mechanik-Labor bietet die Möglichkeit, viele der Berechnungsverfahren, die in den Lehrveranstaltungen TM1 (Statik), TM2 (Festigkeitslehre) und FIL (Festigkeit im Leichtbau) erlernt werden, an Versuchsmodellen auszuprobieren. Die Modelle sind vergleichsweise einfach aufgebaut, aber dafür gut nachvollziehbar. Die Laborteilnehmerinnen und -teilnehmer müssen die Versuche selbständig aufbauen und durchführen. Dazu ist teilweise handwerkliches Geschick gefragt, um möglichst gute Versuchsergebnisse zu erreichen.

Das Mechanik-Labor stellt die Brücke zwischen mechanischen Modellen und realen Bauteilen dar. Die Laborteilnehmerinnen und -teilnehmer sollen die theoretischen Berechnungsverfahren besser verstehen, aber auch die Unterschiede zu realen Bauteilen erfahren. Die Versuche im Mechanik-Labor sind bewusst so aufgebaut, dass eine hohe Übereinstimmungen mit der Theorie vorhanden ist. Sie sind aber reale Bauteile, so dass immer Abweichungen zur theoretischen Lösung existieren.

Sinn und Zweck des Labors

Eine wesentliche Erkenntnis, die jede Teilnehmerin und jeder Teilnehmer im Labor erlangen sollte, ist, dass die theoretischen Lösungen nicht immer mit der Realität übereinstimmen. Es soll ein Gefühl für den Unterschied zwischen Praxis und Theorie entwickelt werden, indem die Teilnehmerinnen und Teilnehmer beurteilen müssen, welche Ursachen die Abweichungen haben könnten (Messfehler; Annahmen einer linearen Theorie, die nicht mehr gültig sind; reale Randbedingungen, die nicht mit den modellhaften Vorstellungen übereinstimmen etc.).

Ein weiterer Vorteil, den das Mechanik-Labor bietet, ist, dass einige Vorlesungsthemen (z.B. Schiefe Biegung, Schubmittelpunkt und Torsion, statisch überbestimmte Tragwerke, Stabilitätsprobleme), die - nur in der Theorie betrachtet - schwer verständlich sind, durch die sehr anschaulichen Versuche besser durchdrungen werden können bzw. die Notwendigkeit der Berechnungsverfahren aufgezeigt wird.

Studienanfängerinnen und - anfänger willkommen

Besonders anschaulich sind die Versuche für die Studienanfängerinnen und -anfänger im Fach TM1. Mit dem Versuch "Grundlagen der Statik" wird das Thema Kräftegleichgewicht in der Ebene durch zahlreiche Versuchsvarianten besonders deutlich thematisiert. Die Studierenden erfahren die Kräfteverteilung der aufgebauten Stab- und Seiltragwerke direkt mittels Kraftmessuhren und Gewichtsanhänger. Das ist besonders hilfreich für Studierende, die wenig praktische Vorkenntnisse haben. Häufig haben Studierende mit dem reinen Kräftegleichgewicht in der Ebene weniger Probleme. Jedoch ist es schwieriger, sich das Momentengleichgewicht vorzustellen. Dies wird in dem Versuch auf unterschiedlichste Weise aufgezeigt.

Aber auch Studierende mit gutem Vorwissen und hohem Verständnis für die theoretischen Berechnungsverfahren werden im Mechanik-Labor gefordert. Versuche, die die Spannungsverteilung am dick- oder dünnwandigen Zylinder, die Membranspannungen einer allseits gelagerten Kreisplatte oder die Verschiebungen eines innerlich dreifach überbestimmten Vollkreisträgers in Folge einer Einzellast thematisieren, bieten die Möglichkeit, auch kompliziertere Berechnungsverfahren anzuwenden und mit den Versuchen zu vergleichen.

Wichtige Hinweise und Öffnungszeiten

Vor Beginn des Praktikums ist die Laborordnung zu lesen. Dies ist per Unterschrift zu bestätigen.

Das Labor befindet sich im Gebäude BT5, Raum 6.22.

Öffnungszeiten im WiSem 2019/20

 

Laboraufgaben

FL 120 „Spannungsanalyse an einer Membran“

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FL 130 „Spannungsanalyse am dünnwandigen Behälter“

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FL 140 „Spannungsanalyse am dickwandigen Behälter“

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FL 160 „Schiefe Biegung“

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FL 170 „Kreisträger“

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SE 110.19 „Untersuchung einfacher Stabilitätsprobleme“

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SE 110.20 „Verformung von Rahmen“

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SE 110.21 „Kräfte in verschiedenen ebenen Fachwerken“

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SE 110.21a „Verformung von Fachwerken“

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SE 110.22 „Kräfte am überbestimmten Fachwerk“

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SE 110.22a „Verformung von Fachwerken“

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SE 110.29 „Torsion von Stäben“

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SE 110.44 „Verformung von Fachwerken“

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SE 110.47 „Verfahren zur Bestimmung der Biegelinie“

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SE 110.53 „Gleichgewicht am ebenen, statisch bestimmten System“

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SFT „Statisch bestimmter Schubfeldträger“

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SFTa „Verformung von Schubfeldträgern“

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TM 110 „Grundlagen der Statik“

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TM 110.01 „Ergänzungssatz schiefe Ebene und Reibung“

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TM 110.02 „Ergänzungssatz Flaschenzüge“

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TM 110.03 „Ergänzungssatz Zahnräder“

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TM 115 „Kräfte im Kranausleger“

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TM 400 „Hookesches Gesetz“

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WP 121 „Demonstration der Eulerschen Knickfälle“

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WP 130 „Spannungshypothesen“

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WP 950 „Verformung von geraden Trägern“

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WP 960 „Träger auf zwei Stützen: Querkraft und Biegemomentenverlauf“

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Versuchsbeispiel

Im Versuch SE 110.44 kann experimentell die Verformung von unterschiedlichen Fachwerkskonfigurationen unter Last untersucht werden. Der Satz von Castigliano und das Prinzip der virtuellen Kräfte können angewendet werden.

Mechanik-Labor

Berliner Tor 5
Gebäude BT5, Raum 6.22

Telefon Mechaniklabor
+49 40 428 75 - 36 84

Laborleiter

Prof. Dr. Eckart Nast
Professor
Department Fahrzeugtechnik und Flugzeugbau
Berliner Tor 5, Raum 11.25
20099 Hamburg