Der Leichtbau hat die Aufgabe, eine Struktur gemäß ihrer Aufgaben und den an sie gestellten Anforderungen so leicht wie möglich zu gestalten (also zu berechnen und zu konstruieren), ohne dass dabei die Funktionalität eingebüßt oder die Sicherheit der Struktur gefährdet wird. Dies macht es erforderlich, sich genaue Klarheit über die grundlegenden Rechenmethoden für die gängigsten Strukturelemente zu verschaffen. In der Lehrveranstaltung Leichtbau I sind dies vor allem Stäbe und Balken, für die wir die wesentlichen statischen Berechnungsverfahren kennenlernen werden. Neben den ganz grundlegenden Zielen und Aufgaben des Leichtbaus werden wir uns den gängigen Idealisierungskonzepten zuwenden, bevor wir die elementare Biegetheorie für Balken mit beliebigen Profilen behandeln, dies sowohl für schubstarre als auch für schubweiche Balken. Biegebeanspruchung sorgt aber in den allermeisten Fällen auch immer für Querkraftbeanspruchungen, so dass wir uns ebenso bei beliebigen Balkenprofilen mit den so auftretenden Schubspannungen auseinandersetzen werden. Neben der reinen Biegebeanspruchung tritt aber in vielen Fällen eine Torsionsbelastung von Stäben auf. Diesen Themenbereich werden mit St. Venantsche Torsion dünnwandiger Profile und der sog. Wölbkrafttorsion behandeln. Diese Lehrveranstaltung schließt mit den für Stab- und Balkentragwerke typischen Stabilitätsproblemen ab, wobei wir gängige Fälle wie Biegeknicken, Drillknicken, Biegedrillknicken und Kippen behandeln werden. Für alle genannten Themenfelder werden wir nicht nur die Berechnungsmethoden kennenlernen, sondern anhand dieser auch ganz grundlegende konstruktive Maßnahmen ableiten können, die der in der Praxis tätige Ingenieur in seiner alltäglichen Arbeit einsetzen kann. Diese Lehrveranstaltung wird unter dem Namen „Lightweight Engineering I“ ausschließlich auf englischer Sprache abgehalten.

Lehrender: Prof. C. Mittelstedt