Das Buch umfasst den konstruktiven Leichtbau im Maschinen- und Fahrzeugbau. Es führt methodisch in die Arbeitstechniken, Auslegungsprinzipien und konstruktiven Fragestellungen ein. Zu allen Problemkreisen werden Beispiele und Hinweise zur praktischen Umsetzung gegeben.
Inhaltsverzeichnis
1 Zielsetzung des Leichtbaus.- 2 Problemstruktur des Leichtbaus.- 2.1 Eigengewichtsaufgabe.- 2.2 Kostenmodell.- 2.3 Konstruktive Rahmenbedingungen.- 3 Methoden und Hilfsmittel im Leichtbau.- 3.1 Konstruktive Techniken.- 3.2 Berechnungsmethoden.- 3.3 Meßtechnik.- 3.4 Versuchstechnik.- 4 Leichtbauweisen.- 4.1 Differentialbauweise.- 4.2 Integralbauweise.- 4.3 Integrierende Bauweise.- 4.4 Verbundbauweise.- 4.5 Vollwand- und Schalensysteme.- 5 Kriterien für die Werkstoffauswahl.- 5.1 Eigenschaftsgrößen.- 5.2 Linear-elastische Kenngrößen.- 5.3 Nichtlinear-elastische Kenngrößen.- 5.4 Belastungseigenschaften.- 5.5 Bezogene Werkstoffeigenschaften.- 5.6 Gütekennzahlen.- 5.7 Leichtbaukennzahlen.- 5.8 Gesichtspunkte für die Werkstoffauswahl.- 6 Leichtbauwerkstoffe.- 6.1 Stahl.- 6.2 Eisen-Gußwerkstoffe.- 6.3 Aluminium.- 6.4 Magnesium.- 6.5 Titan.- 6.6 Kunststoffe.- 6.7 Superleichtlegierungen.- 6.8 Faserverstärkte Werkstoffe.- 7 Gestaltungsprinzipien im Leichtbau.- 7.1 Strukturmerkmale.- 7.2 Konstruktive Prinzipien.- 8 Elastizitätstheoretische Grundlagen.- 8.1 Bauelemente.- 8.2 Geometrische Beschreibungsgrößen.- 8.3 Elastizitätsgleichungen.- 8.4 Formänderungsenergie.- 8.5 Elastizitätsgesetz der stabartigen Elemente.- 8.6 Elastizitätsgesetze der Flächenelemente.- 9 Dünnwandige Profilstäbe.- 9.1 Kraftflüsse.- 9.2 Kraftflüsse und Schnittgrößen.- 9.3 Querkraftbiegung.- 10 Torsion von Profilstäben.- 10.1 Allgemeine Grundbeziehungen.- 10.2 Voll-und Rohrquerschnitte.- 10.3 Geschlossene dünnwandige Querschnitte.- 10.4 Offene dünnwandige Querschnitte.- 10.5 Hohlquerschnitte mit Stege.- 10.6 Verwölbung von Querschnitten.- 10.7 Wölbwiderstand einfacher Profile.- 11 Biegung offener Profilstäbe.- 11.1 Allgemeines Normalspannungsproblem.- 11.2 GeometrischeBeschreibungsgrößen beliebiger Querschnitte.- 12 Schubwandträger-Profile.- 12.1 Beanspruchungsmodell.- 12.2 Kräfte und Momente zufolge des Schubflusses.- 12.3 Schubmittelpunkt von Schubwandträger-Profilen.- 12.4 Zusammengesetzte Schubwandträger-Profile.- 13 Schubfeld-Konstruktionen.- 13.1 Schubfeld.- 13.2 Ideales Zugfeld.- 14 Ausgesteifte Kastenprofile.- 14.1 Viergurtmodell.- 14.2 Torsionsbeanspruchung.- 14.3 Ausschnitte.- 15 Energie- und Arbeitsprinzip.- 15.1 Energieprinzip.- 15.2 Arbeitsprinzip.- 16 Statisch unbestimmte Strukturen.- 16.1 Äußere Unbestimmtheit.- 16.2 Innere Unbestimmtheit.- 16.3 Elastizitätsgleichungen für statisch unbestimmte Strukturen.- 16.4 Geschlossener Rahmen.- 17 Sandwichelemente.- 17.1 Aufbauprinzip.- 17.2 Werkstoffeigenschaften.- 17.3 Homogener Kern.- 17.5 Stab-Knicken.- 17.6 Strukturierte Kerne.- 17.7 Instabilitätsformen.- 18 Stabilität von Stäben und Balken.- 18.1 Grundeffekte.- 18.2 Knicken von Profilstäben.- 18.3 Elastisch-plastisches Knicken.- 18.4 Kippen.- 19 Beulen von Blechfeldern und Rohren.- 19.1 Beulgleichung.- 19.2 Lösung der Beulgleichung.- 19.3 Einfache Beulfälle.- 19.4 Zusammenstellung von Beulfällen.- 19.5 Rohrbeulen.- 19.6 Versteifte Scheibe.- 19.7 Beulung von Profilen.- 19.8 Bördelung.- 20 Konstruktive Versteifungen.- 20.1 Schalenförmige Formgebung.- 20.2 Sicken.- 20.3 Rippen.- 21 Krafteinleitung.- 21.1 Versteifte Scheibe.- 21.2 Einleitungsgurt konstanter Spannung.- 22 Verbindungstechnik.- 22.1 Einsatzbreite.- 22.2 Nietung.- 22.3 Schweißung.- 22.4 Kleben.- 22.5 Sonderverbindungsverfahren.- 23 Strukturoptimierung.- 23.1 Mathematischer Optimierungsansatz.- 23.2 Elementares Optimalitätsverfahren.- 23.3 Einfache Minimalauslegungen.- 23.4 Vereinfachtes numerisches Optimierungsverfahren.- 24Schwingbeanspruchte Strukturen.- 24.1 Konstruktionsphilosophien.- 24.2 Problematik des rechnerischen Nachweises.- 24.3 Auswertung des Beanspruchungsverlaufs.- 24.4 Versagensverhalten.- 24.5 Arbeitsmechanische Schadensakkumulation.- 24.6 Verbesserung der Aussagegenauigkeit.- 24.7 Restfestigkeitsproblem.- 24.8 Allgemeines Rißfortschrittsproblem.- 24.9 Bruchmechanische Akkumulation.- 24.10 Einheitsakkumulation.- 25 Strukturzuverlässigkeit.- 25.1 Zuverlässigkeitsanalyse.- 25.2 Boolesche Grundanordnungen.- 25.3 Statistische Nutzung.- 25.4 Zufallsausfälle.- 25.5 Früh- und Abnutzungsausfälle.- Leichtbau-Übungen.- Sachwortverzeichnis.
