This special issue contains selected peer-reviewed papers which were presented at the Third International Conference on Diffusion in Solids and Liquids (DSL-2007), held at the Hotel Pestana Alvor Praia, Algarve, Portugal during the 4th-6th July, 2007.
Dieses Übungsbuch beinhaltet eine umfangreiche Sammlung von Aufgaben zum Themenkomplex Leichtbau. Insbesondere werden die Grundlagen der Festigkeitslehre, Stoffleichtbau und Formleichtbau sowie Sandwichelemente behandelt. Dabei wird vor allem auf Grenzbeanspruchung und Optimierung der Strukturen eingegangen. Das Buch zeichnet sich durch detaillierte Müsterlösungen aus, sodass Studierende von Bachelor- und Masterstudiengängen die Lösungswege einfach nachvollziehen können. Das Werk ist dadurch auch für das Selbststudium bestens geeignet. Inhaltsverzeichnis Aufgaben.- Musterlösungen zu den Übungsaufgaben.- Anhang.
Anwendung des Computeralgebrasystems Maxima
Diese Studienhilfe zu numerischen Optimierungsverfahren richtet sich an Studierende des Maschinenbaus im Grund- und Hauptstudium. Optimierungsverfahren sind entscheidend für den Leichtbau, da sie zur Gewichtsreduzierung im Automobil- und Luftfahrtbau beitragen, was den Kraftstoffverbrauch senkt, Betriebskosten reduziert und positive Umweltauswirkungen hat. Die Autoren präsentieren Verfahren zur numerischen Lösung ingenieurmathematischer Probleme, basierend auf dem freien Computeralgebrasystem Maxima, und zeigen Anwendungen aus traditionellen Lehrveranstaltungen zur Festigkeit von Werkstoffen. Der Fokus liegt auf eindimensionalen Strukturelementen wie Federn, Stäben und Euler-Bernoulli-Balken, um die Komplexität zu verringern und den Entwurf auf wenige Variablen zu beschränken. Durch die Nutzung eines Computeralgebrasystems können die Leser sich stärker auf die Methodik der Optimierungsverfahren konzentrieren, anstatt sich mit Standardverfahren zu beschäftigen. Das Buch enthält zahlreiche Beispiele, einige davon mit grafischen Ansätzen, um das Verständnis der Computerimplementierung zu fördern. Die Themen umfassen unter anderem unbeschränkte und beschränkte Funktionen einer und mehrerer Variablen sowie Antworten auf ergänzende Probleme.
Dieses Lehrbuch stellt die unterschiedlichen Leichtbaukonzepte anhand einfacher eindimensionaler Strukturen in sehr verständlicher Weise dar und ermöglicht einen leichten Einstieg in das Thema. Es werden nachvollziehbare Informationen und Hinweise zur Werkstoffauswahl und geometrischen Gestaltung von Bauteilen gegeben.
Die Einführung in die Methode der Finiten Elemente wird durch das Konzept getragen, komplexe Aspekte anhand eindimensionaler Elemente zu erläutern. Dadurch bleibt die mathematische Beschreibung einfach und überschaubar. Jedes Kapitel fokussiert auf die Erklärung der Methode und deren Verständnis. Der Leser wird in die Annahmen und Ableitungen bei verschiedenen physikalischen Problemstellungen in der Strukturmechanik eingeführt und lernt, die Möglichkeiten sowie Grenzen der Finiten Elemente kritisch zu beurteilen. Die Fokussierung auf eindimensionale Elemente fördert das methodische Verständnis wichtiger Themen wie Plastizität oder Verbundwerkstoffe, die in der Praxis eines Berechnungsingenieurs relevant sind, jedoch oft nicht an Hochschulen behandelt werden. Der Einstieg in weiterführende Anwendungsgebiete wird durch das Konzept (a) Einführung in die Grundlagen, (b) exakte Ableitung bei eindimensionalen Elementen und (c) umfangreiche Beispiele sowie weiterführende Aufgaben (mit Kurzlösungen im Anhang) erleichtert. Jedes Kapitel wird durch detaillierte Beispiele und Aufgaben mit Kurzlösungen vertieft, um das Verständnis zu fördern. Das Inhaltsverzeichnis umfasst Themen wie Motivation zur Finite-Elemente-Methode, Stabelemente, Biegeelemente, nichtlineare Elastizität, Plastizität, Stabilität, Dynamik und Spezialelemente.