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Technische Schwingungslehre: Band 2: Lineare Schwingungen kontinuierlicher mechanischer Systeme

Klaus Kelkel Autor Peter Hagedorn
de Limba Germană Paperback – 30 mar 1989
Dieser Band befaßt sich mit der Beschreibung und der mathematischen Behandlung der linearen Schwingungen kontinuierlicher mechanischer Systeme und entspricht dem Stoff von Vorlesungen, wie sie an Technischen Hochschulen und Universitäten für Studenten technischer Fachrichtungen, aber auch für Physiker, angewandte Mathematiker und Informatiker angeboten werden. Grundlegende Begriffe werden recht ausführlich für die eindimensionale Wellengleichung erläutert. Partielle Differentialgleichungen werden hergeleitet, das Eigenwertproblem wird formuliert und gelöst. Auch das Ritzsche und das Galerkinsche Verfahren, sowie der Rayleighsche Quotient werden besprochen, wobei außer den freien auch erzwungene Schwingungen behandelt werden. Diskutiert werden die d'Alembertsche Lösung der Wellengleichung, Reflexionen am festen und am freien Ende, Zwangserregung am Rande und der Energietransport. Bei den linearen Schwingungen elastischer Balken werden zusätzlich zum Eigenwertproblem die Ausbreitungsvorgänge betrachtet. Die Begriffe Phasen- und Gruppengeschwindigkeit werden eingeführt und die Dispersion wird behandelt. Die Wellengleichung in zwei und drei Dimensionen wird am Beispiel der Membran bzw. der Akustik diskutiert. Auch hier werden Reflexion, Brechung sowie Ausbreitungsvorgänge untersucht, wobei Kugel-, Zylinder- und Rohrwellen behandelt werden. Plattenschwingungen werden besprochen, einschließlich der Ausbreitung von Biegewellen in Platten, der Platten nichtkonstanter Dicke und der Schallabstrahlung von schwingenden Platten. Es wird ein Überblick über die Theorie der Rand- und Eigenwertprobleme der linearen Schwingungen mechanischer Kontinua gegeben. Diskretisierungsverfahren werden eingeführt und miteinander verglichen. Damit ist dann der Anschluß an Band 1 gegeben, in dem lineare diskrete mechanische Systeme behandelt wurden. Das Buch enthält Übungsaufgaben und Lösungshinweise; es ist daher sowohl als Leitfaden für Studenten, wie auch zumSelbststudium für den Ingenieur in der Praxis geeignet.
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Specificații

ISBN-13: 9783540508694
ISBN-10: 3540508694
Pagini: 352
Ilustrații: X, 338 S. 6 Abb.
Dimensiuni: 170 x 244 x 18 mm
Greutate: 0.56 kg
Editura: Springer Berlin, Heidelberg
Colecția Springer
Locul publicării:Berlin, Heidelberg, Germany

Public țintă

Graduate

Cuprins

1 Saite, Dehn- und Torsionsstab: Die eindimensionale Wellengleichung.- 1.1 Elementare Herleitung der Bewegungsgleichungen für freie ungedämpfte Schwingungen von Saite und Stab.- 1.2 Das Eigenwertproblem: Eigenfrequenzen und Eigenschwingungs formen Die BERNOULLIsche Lösung.- 1.3 Variationsmethoden und Näherungsverfahren.- 1.4 Erzwungene ungedämpf te Schwingungen.- 1.5 Gedämpfte Schwingungen, verschiedene Dämpfungsarten.- 1.6 Die D’ALEMBERTsche Lösung der Wellengleichung.- 1.7 Die begrenzte Saite und der begrenzte Stab Reflexion am festen und am freien Ende.- 1.8 Zwangserregung am Rande.- 1.9 Probleme mit Randbedingungen in der Form gewöhnlicher Differentialgleichungen.- 1.10 Energie transport in der Wellengleichung.- 1.11 Aufgaben zu Kapitel 1.- Literatur zu Kapitel 1.- 2 Der Balken.- 2.1 Die Bewegungsgleichungen des EULER-BERNOULLI-Balkens.- 2.2 Freie ungedämpfte Schwingungen: Das Eigenwertproblem.- 2.3 Erzwungene Schwingungen: verschiedene Näherungsverfahren, Anwendungen.- 2.4 Der EinfluB der Normalkraft auf die Biegeschwingungen.- 2.5 Biegewellen und Dispersion beim EULER-BERNOULLI-Balken.- 2.6 Der TIMOSHENKO-Balken.- 2.7 Beispiele anderer dispersiver Wellenleiter vom hyperbolischen Typ.- 2.8 Energie transport bei Biegeschwingungen.- 2.9 Gedämpfte Balkenschwingungen.- 2.10 Aufgaben zu Kapitel 2.- Literatur zu Kapitel 2.- 3 Die Wellengleichung in zwei und drei Dimensionen.- 3.1 Schwingungen einer Membran.- 3.2 Die Wellengleichung in der Akustik.- 3.3 Aufgaben zu Kapitel 3.- Literatur zu Kapitel 3.- 4 Die Platte.- 4.1 Differentialgleichung und Randbedingungen.- 4.2 Schwingungen von Rechteckplatten.- 4.3 Schwingungen von Kreisplatten.- 4.4 Wellenausbreitung in Platten.- 4.5 Platten nichtkonstanter Dicke.- 4.6 Schallabstrahlung von schwingenden Platten.- 4.7Aufgaben zu Kapitel 4.- Literatur zu Kapitel 4.- 5 Rand- und Eigenwertprobleme bei Schwingungen.- 5.1 Selbstadjungierte Operatoren und Eigenwertprobleme (bei freien ungedämpften Schwingungen).- 5.2 Erzwungene Schwingungen und inhomogene Randwertprobleme.- 5.3 Einige Diskretisierungsverfahren für freie und erzwungene Schwingungen.- Literatur zu Kapitel 5.- Namens- und Sachverzeichnis.

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Der Stoffumfang dieser modernen Darstellung orientiert sich an den Erfordernissen der Vorlesungen, die an Technischen Hochschulen und Universitäten für Studenten technischer Fachrichtungen angeboten werden; auch Hörer benachbarter Fächer wie der Physik, der angewandten Mathematik und Informatik werden angesprochen. Das Buch erläutert die grundlegenden Begriffe an einfachen Systemen und führt hin bis zu den Themen mit aktueller Bedeutung wie Modalanalyse, Fouriertransformation und Zufallsschwingungen. Jedes Kapitel wird durch Übungsaufgaben mit Lösungshinweisen abgeschlossen. Das Werk eignet sich aufgrund seines systematischen Aufbaus und seiner klaren Darstellung nicht nur zum Gebrauch neben Vorlesungen, sondern auch zum Selbststudium für den Ingenieur in der Praxis.