Kontinuumsmechanik
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Kontinuumsmechanik
Begriffserläuterung
In der Kontinuumsmechanik werden Modelle zur Beschreibung des mechanisch-thermischen Verhaltens der Werkstoffe aufgestellt und zur Beschreibung sowie Modellierung des mechanischen Verhaltens von Bauteilen verwendet. Dabei wird der Werkstoff als Kontinuum aufgefasst, d. h. als eine stetige Anhäufung von materiellen Punkten [1]. Dies bedeutet, dass der mikroskopische Aufbau der Materie, deren amorphe oder kristalline Struktur in den Modellen unberücksichtigt bleibt bzw. die betrachtete Größenskala groß gegenüber dem Atomabstand ist. Die Materie wird als „verschmiert“ angesehen, wodurch alle Größen stetig werden und nicht mit strukturellen oder morphologischen Größen korrelieren [2]. Der Begriff der Kontinuumsmechanik bezieht sich nicht nur auf die Deformation fester Körper, sondern kann auch auf Flüssigkeiten und Gase erweitert werden.
Einordnung als Wissenschaftsdisziplin
Die Kontinuumsmechanik ist ein Teilgebiet der klassischen Technischen Mechanik, die wiederum auf den grundlegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten aufbaut, deren mathematische Formulierung Gegenstand der theoretischen Physik sind.
Teilgebiete der klassischen Kontinuumsmechanik sind z. B. die Elastizitätstheorie, die Plastizitätstheorie und die Kriechmechanik.
Aufgabenstellungen der Kontinuumsmechanik
Die Aufgabe der Kontinuumsmechanik besteht darin, den Spannungs- und Verzerrungszustand sowie die Verschiebung in allen Punkten eines Körpers bei vorgeschriebenen Randbedingungen zu bestimmen. Die Lösung dieser Randwertprobleme erfolgt nach Methoden der Elastizitäts- und Plastizitätstheorie. Ein häufig verwendetes mathematisches Verfahren ist die Finite-Elemente-Methode.
Für die Ingenieurpraxis liegt eine weitere Aufgabe darin, aus den ermittelten Spannungen und Verformungen eine Aussage über den Beanspruchungszustand im Werkstoff zu gewinnen [1].
Siehe auch
Literaturhinweise
| [1] | Betten, J.: Kontinuumsmechanik – Elastisches und inelastisches Verhalten isotroper und anisotroper Stoffe. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2001), (ISBN 978-3-540-42043-9) |
| [2] | Röster, J.; Harders, M., Böker, M.: Mechanisches Verhalten der Werkstoffe. Teubner Verlag, Stuttgart Leipzig Wiesbaden (2003), (ISBN 3-519-00438-0) |
Weblink
- Wikipedia – Die freie Enzyklopädie: Kontinuumsmechanik