Christoph Glocker: Catalogue data in Spring Semester 2021

Award: The Golden Owl
Name Prof. Dr. Christoph Glocker
FieldMechanik
Consultation hoursBy appointment
E-mailchristoph.glocker@imes.mavt.ethz.ch
DepartmentMechanical and Process Engineering
RelationshipLecturer

NumberTitleECTSHoursLecturers
151-0510-00LEngineering Mechanics6 credits4GC. Glocker, J. Dual
AbstractIntroduction to engineering mechanics: statics and elementary dynamics
ObjectiveStudents can solve problems of elementary engineering mechanics.
ContentBasic notions: position and velocitiy of particles, rigid bodies, planar motion, kinematics of rigid body, force, couple, power.
Statics: static equivalence, force-couple system, center of forces, centroid, principle of virtual power, equilibrium, constraints, statics, friction.
Dynamics: acceleration, inertial forces, d'Alembert's Principle, Newton's Second Law, principles of linear and angular momentum, equations of planar motion of rigid bodies.
Lecture noteslecture notes, in German
LiteratureKeine 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.
151-0516-00LNon-smooth Dynamics
Diese Lerneinheit wird zum letzten Mal im FS21 angeboten.
5 credits5GC. Glocker
AbstractInequality problems in dynamics, in particular friction and impact problems with discontinuities in velocity and acceleration. Mechanical models of unilateral contacts, friction, sprag clutches, pre-stressed springs. Formulation by set-valued maps as linear complementarity problems. Numerical time integration of the combined friction impact contact problem.
ObjectiveThe lecture provides the students an introduction to modern methods for inequality problems in dynamics. The contents of the lecture are fitted to frictional contact problems in mechanics, but can be transferred to a large class of inequality problems in technical sciences. The purpose of the lecture is to acquaint the students with a consistent generalization of classical mechanics towards systems with discontinuities, and to make them familiar with inequalities treated as set-valued constitutive laws.
Content1. 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.
Lecture notesEs gibt kein Vorlesungsskript. Den Studierenden wird empfohlen, eine eigene Mitschrift der Vorlesung anzufertigen. Ein Katalog mit Übungsaufgaben und den zugehörigen Musterlösungen wird ausgegeben.
Prerequisites / NoticeKinematik und Statik & Dynamics