MECHANICS/MECHANIK [DE] vorgerechnete Klausuraufgaben

In diesem Video gebe ich einen Überblick zum Thema Freischneiden, nämlich welche Übungsaufgaben in den folgenden Videos bearbeitet und berechnet werden.

2 zylindrische Körper liegen in einem rechteckigen Behältnis. Die Körper haben Kontakt mit den Wänden des Behälters. Im Video seht ihr, wie ihr die Körper freischneidet und die auftretenden Kräfte richtig angetragen werden.

Ein Klotz haftet auf einer schiefen Ebene. Im Kontaktpunkt entstehen aufgrund der Gewichtskraft Reaktionskräfte. Diese werden durch das Freischneiden freigelegt und der Berechnung zugänglich gemacht.

Ein einseitig gelagerter Balken ist auf der anderen Seite mit einer Pendelstützte abgestützt und durch unterschiedliche Kräfte belastet. Lager und Pendelstütze werden freigeschnitten, so dass die wirkenden Kräfte sichtbar werden.

Eine rotierende Scheibe wird durch einen einseitig gelagerten Hebel mit Bremsbelag zum Stillstand gebracht. Die Reibkraft an der Bremsbacke und die Lagerkräfte werden freigeschnitten.

Mit 2 Bremsbacken wird die Bremstrommel zum Stillstand gebracht. Die Lagerkräfte, die Kräfte an den Bremsbelägen und die Kraft in der Rückstellfeder werden freigelegt.

Überblick: In diesem Video gebe ich einen Überblick zum Thema Aufschneiden (Ermittlung des Biegemoments). Ihr seht  welche Übungsaufgaben in den folgenden Videos bearbeitet und berechnet werden.

Grundbeispiel Aufschneiden: Die Grundlagen des Aufschneidens werden an einem Balken auf zwei Stützen, belastet durch eine schräge Einzelkraft erklärt. Durch Aufschneiden erhält man den Verlauf der Normalkraft, der Querkraft und den Verlauf des Biegemomentes.

Streckenlast Aufschneiden: Das Beispiel "Balken auf zwei Stützen, belastet mit konstanter Streckenlast" eignet sich dazu den Umgang mit einer Streckenlast zu erlernen. Außerdem lässt sich an diesem Beispiel der Zusammenhang von Querkraft und Biegemoment eindeutig erkennen.

Träger mit fester Eingespannter: Der Kragträger (oder Freiträger) hat eine besondere Lagerung, eine feste Einspannung. Man lernt, wie eine Einspannung freigeschnitten wird und wie man die Lagerkräfte einschließlich des Einspannmoments in der Lagerstelle berechnet. Außerdem eignet sich das Beispiel dazu das Aufschneiden von der rechten Seite zu erlernen. Diese Technik lässt sich sehr häufig anwenden und spart dann viel Zeit und Aufwand.

System mit Seilkraft. Ein Brett ist mittig gelenkig gelagert und wird am oberen Ende mit einem schräg nach unten geführtem Seil gehalten. Belastet wird das Brett am unteren Ende durch eine horizontale Einzelkraft. Man lernt ein Seil freizuschneiden, trigonometrische Beziehungen anzuwenden und mittels des Kräftegleichgewichts die Seilkraft und die Lagerkräfte zu bestimmen.

System mit Federkraft: Eine schräg gestellte Stange ist im Fußpunkt gelenkig gelagert, am Kopfende trägt diese eine Masse. Damit die Stange in der schrägen Position verharrt, wird die Stange durch eine Feder gehalten. Man lernt ein System mit Feder freizuschneiden, trigonometrische Beziehungen anzuwenden sowie mit dem Kräftegleichgewicht Federkraft und Lagerkräfte zu berechnen.

System mit Pendelstütze: Pendelstützen sind Bauteile, die nur auf Druck beansprucht werden. Man lernt hier, dass zur Berechnung des Systems die Pendelstütze aufgeschnitten werden muss. Hier mischen sich die Techniken des Freischneidens und des Aufschneidens, um die Lagerkräfte berechnen zu können.