Gelöste Aufgaben/Hko8
Aufgabenstellung

Drei Stäbe 1, 2 und 3 werden in Punkt A verbunden. Aufgrund einer Fertigungstoleranz ist Stab 3 um zu kurz. Gesucht ist die Verschiebung des Punktes A nach dem Einhängen von Stab 3 sowie die Spannungen in den Stäben. Die drei Stäbe haben die Querschnittsfächen
und die Abmessungen
Alle Stäbe sind aus dem gleichen Material mit E-Modul E:
Lösung mit Maxima
... nach dem Prinzip vom Minimum der potentiellen Energie:
- "Das System ist im Gleichgewicht, wenn die Potentielle Energie des Systems ein Minimum hat."
tmp
Header
Wir arbeiten mit wxMaxima 15.08.2.
/*******************************************************/
/* MAXIMA script */
/* version: wxMaxima 15.08.2 */
/* author: Andreas Baumgart */
/* last updated: 2017-02-28 */
/* ref: Mathe 2 */
/* description: Dehnstäbe verspannt eingebaut */
/* */
/*******************************************************/
tmp
Declarations
Parameter
1+1
tmp

Aus dem Satz des Pythagoras kommt:
Kinematics
Text
1+1
Die Stab-Längung linearisieren wir bezüglich der Koordinaten u, v und erhalten
Dehnungen:
Spannungen:
tmp
Linearize for small deflections
Text
1+1
tmp
U hat ein Minimum (Extremwert), wenn
wobei die Potentielle Energie im System
ist und damit
.===Equilibrium Conditions=== Text
1+1
tmp
Auflösen des Gleichungssystems liefert:
Die Stab-Kräfte erhalten wir entsprechend zu
.===Solving=== Text
1+1
Das Potential können wir über u,v plotten - die Gleichgewichtsbeziehung ist im Minimum der Fläche.
tmp

Post-Processing
Text
1+1
Links
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Literature
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