Kontinuumsschwingungen Vom einfachen Strukturmodell zum komplexen Me

Dieses Lehrbuch behandelt erstmals die systematische Herleitung der Grundgleichungen für Strukturmodelle aus jenen dreidimensionaler Festkörper. Die Darstellung nichtlinearer Einflüsse und die Besonderheiten schwingender Kontinua in der Rotordynamik (z. B

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Kontinuumsschwingungen Vom einfachen Strukturmodell zum komplexen Mehrfeldsystem 2. Auflage

Kontinuumsschwingungen

Jörg Wauer

Kontinuumsschwingungen Vom einfachen Strukturmodell zum komplexen Mehrfeldsystem 2., überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 82 Abbildungen, 42 Beispielen und 74 Aufgaben

Jörg Wauer KIT Karlsruher Institut für Technologie Karlsruhe, Deutschland

ISBN 978-3-8348-1819-5 DOI 10.1007/978-3-8348-2242-0

ISBN 978-3-8348-2242-0 (eBook)

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Vieweg © Springer Fachmedien Wiesbaden 2008, 2014 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Lektorat: Thomas Zipsner, Ellen Klabunde Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media www.springer-vieweg.de

Meiner Familie gewidmet.

Vorwort

Die klassische Modellbildung schwingender Bauteile reduziert diese auf Systeme mit konzentrierten Parametern, d. h. Systeme mit endlich vielen Freiheitsgraden, die durch reine Anfangswertprobleme in Form gewöhnlicher Differenzialgleichungen mit Anfangsbedingungen beschrieben werden. In vielen Fällen ist es notwendig oder zweckmäßig, eine feinere Modellierung in Form von Systemen mit verteilten Parametern einzuführen, die durch partielle Differenzialgleichungen mit Rand- und Anfangsbedingungen charakterisiert ist. Um den Lösungsaufwand zu begrenzen, werden nur in Ausnahmefällen die schwingenden Körper als dreidimensionale Kontinua mit einer der Realität nahe kommenden komplexen Geometrie, Auflagerung und Belastung aufgefasst. Meistens wird man versuchen, diese auf einfachere Strukturmodelle abzubilden. Solche Modellkörper stellen zwar immer noch Systeme mit verteilten Parametern dar, durch verschiedene Vereinfachungen bezüglich Abmessungen, Befestigung und Belastung sowie gewissen Einschränkungen bei den Verformungen ist das beschreibende Anfangs-Randwert-Problem dann jedoch verkürzten, teilweise analytischen Rechenverfahren zugänglich. Auf diese Weise gelingt der Einstieg in die Analyse schwingender Kontinua sehr viel einfacher, zumal die erlernten Methoden letztlich auch die Basis zum Studium des Schwingungsverhaltens weitgehend beliebiger technischer Bauteile bilden. Eine derartige, mei