Strukturdynamik

Dieses Lehrbuch behandelt schwingungsfähige Systeme und beschreibt Analyseverfahren sowie Algorithmen zur Aufstellung von Bewegungsdifferenzialgleichungen allgemeiner linearer Mehrkörpersysteme.

Zunächst werden diskrete schwingungsfähige Systeme von wenigen Freiheitsgraden bis hin zu komplexen Mehrkörpersystemen vorgestellt. Kontinuierliche Schwinger und numerische Verfahren zu ihrer Diskretisierung sind weitere Schwerpunkte des Buches. Berechnungsverfahren, wie FEM, Übertragungsmatrizen und die modale Behandlung, werden eingehend erläutert. In der Industrie gängige Substrukturtechniken sind mit zahlreichen Beispielen vertreten. Breiter als bisher werden stabilitätsgefährdete, selbsterregungsfähige Systeme beschrieben. Das Buch eignet sich sowohl als Lehrbuch für Hoch- und Fachhochschulen als auch zum Selbststudium für Ingenieure in Forschungseinrichtungen und in der Industrie.

Einleitung. - Teil I: Diskrete Systeme. - Das System von einem Freiheitsgrad. - Bewegungsdifferenzialgleichungen für Systeme von zwei oder mehr Freiheitsgraden. - Freie und erzwungene Schwingungen von Zwei- und Mehr-Freiheitsgradsystemen - Behandlung als gekoppeltes System. - Die modale Analyse bei ungedämpften Strukturen und Strukturen mit Proportionaldämpfung. - Die modale Analyse bei Systemen mit starker Dämpfung oder Neigung zur Selbsterregung. - Algorithmus zum formalisierten Aufstellen der Bewegungsdifferentialgleichungen von Mehrkörpersystemen. - Die Elementmatrizen von Rotoren, Gyrostaten, vorgespannten Federn und die Behandlung von Zwangsbedingungen. - Anmerkungen zur numerischen Lösung. - Teil II: Kontinua und ihre Diskretisierung. - Analytische Lösungen einfacher schwingender Kontinua. - Geschlossene Lösung einfacher schwingender Kontinua. - Das Verfahren der Übertragungsmatrizen. - Energieformulierungen als Grundlage für Näherungsverfahren. - Der Rayleigh-Quotient und das Ritz' sche Verfahren. - Die Methode der finiten Elemente. - Ausnutzung von Symmetrieeigenschaften. - Reduktion der Zahl der Freiheitsgrade. - Substrukturtechniken. - Bewegungsgleichungen von rotierenden elastischen Strukturen. - Stabilität von periodisch zeitvarianten Systemen - Parametererregung. - Symbolverzeichnis. - Sachverzeichnis.