Christoph Glocker: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021

Auszeichnung: Die Goldene Eule
NameHerr Prof. Dr. Christoph Glocker
LehrgebietMechanik
SprechstundeNach Vereinbarung
E-Mailchristoph.glocker@imes.mavt.ethz.ch
DepartementMaschinenbau und Verfahrenstechnik
BeziehungDozent

NummerTitelECTSUmfangDozierende
151-0510-00LMechanik GZ6 KP4GC. Glocker, J. Dual
KurzbeschreibungEinführung in die Technische Mechanik: Statik und elementare Dynamik
LernzielEinfache Problemstellungen der technischen Mechanik können analysiert und gelöst werden.
InhaltGrundlagen: Lage und Geschwindigkeit materieller Punkte, starre Körper, ebene Bewegung, Kinematik starrer Körper, Kraft, Moment, Leistung.
Statik: Äquivalenz und Reduktion von Kräftegruppen, Kräftemittelpunkt und Massenmittelpunkt, Gleichgewicht, Prinzip der virtuellen Leistungen, Hauptsatz der Statik, Bindungen, Analytische Statik, Reibung.
Dynamik: Beschleunigung, Trägheitskräfte, Prinzip von d'Alembert, Newtonsches Bewegungsgesetz, Impulssatz, Drallsatz, Drall bei ebenen Bewegungen.
SkriptSkript wird vor der ersten Vorlesung verkauft.
LiteraturKeine vorausgesetzt. Empfohlen für die Weiterbildung:
M.B. Sayir, J. Dual, S. Kaufmann, E. Mazza: "Ingenieurmechanik 1, Grundlagen und Statik". Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015.
M.B. Sayir, S. Kaufmann: "Ingenieurmechanik 3, Dynamik". Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014.
151-0516-00LNicht-glatte Dynamik
Diese Lerneinheit wird zum letzten Mal im FS21 angeboten.
5 KP5GC. Glocker
KurzbeschreibungUngleichungsprobleme in der Dynamik, speziell Reib- und Stoßprobleme mit Geschwindigkeits- und Beschleunigungssprüngen. Modellierung von einseitigen Kontakten, Reibung, Freiläufen, vorgespannten Federn. Formulierung über mengenwertige Funktionen als lineare Komplementaritätsprobleme. Numerische Zeitintegration des kombinierten Reib-Stoss-Kontaktproblems.
LernzielDie Vorlesung vermittelt den Studierenden einen Einstieg in die moderne Behandlung von Ungleichungsproblemen in der Dynamik. Der Vorlesungsstoff ist speziell auf reibungsbehaftete Kontakte in der Mechanik zugeschnitten, läßt sich aber strukturell auf eine große Klasse von Ungleichungsproblemen in den technischen Wissenschaften übertragen. Ziel der Veranstaltung ist es, die Studierenden mit einer konsistenten Erweiterung der klassischen Mechanik auf Systeme mit Unstetigkeiten vertraut zu machen, und den Umgang mit Ungleichungen in der Form von mengenwertigen Stoffgesetzen zu erlernen.
Inhalt1. Kinematik: Drehung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, virtuelle Verschiebung.
2. Aufbau der Mechanik: Definition der Kraft, virtuelle Arbeit, innere und äussere Kräfte, Wechselwirkungsprinzip, Erstarrungsprinzip, mathematische Form des Freischneidens, Definition der idealen Bindung.
3. Starre Körper: Variationelle Form der Gleichgewichtsbedingungen, Systeme starrer Körper, Übergang auf Minimalkoordinaten.
4. Einfache generalisierte Kräfte: Generalisierte Kraftrichtungen, Kinematik der Kraftelemente, Kraftgesetze, Parallel- und Reihenschaltung.
5. Darstellung mengenwertiger Kraftgesetze: Normalkegel, proximale Punkte, exakte Regularisierung. Anwendung auf einseitige Kontakte und Coulomb-Reibgesetze.
6. Stossfreie und stossbehaftete Bewegung: Bewegungsgleichung, Stossgleichung, Newton-Stossgesetze, Diskussion von Mehrfachstössen, Kane's Paradoxon.
7. Numerische Behandlung: Lineares Komplementaritätsproblem (LCP), Zeitdiskretisierung nach Moreau, Kontaktproblem in lokalen Koordinaten als LCP.
SkriptEs gibt kein Vorlesungsskript. Den Studierenden wird empfohlen, eine eigene Mitschrift der Vorlesung anzufertigen. Ein Katalog mit Übungsaufgaben und den zugehörigen Musterlösungen wird ausgegeben.
Voraussetzungen / BesonderesKinematik und Statik & Dynamics