Technische Schwingungslehre: Zweiter Band: Schwinger von mehreren Freiheitsgraden (Mehrläufige Schwinger) PDF
Preview Technische Schwingungslehre: Zweiter Band: Schwinger von mehreren Freiheitsgraden (Mehrläufige Schwinger)
Technische Schwingungslehre Karl Klotter Tecbniscbe Schwingungslebre Zweiter Band: Schwinger von mehreren Frei heitsg raden (Mehrlaufige Schwinger) Zweite Auflage Reprint Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1981 Dr.-Ing. KARL KLOTTER em. o. Professor an derTechnischen Hochschule Darmstadt ISBN-13: 978-3-642-67993-3 e-ISBN-13: 978-3-642-67992-6 DOl: 10.1007/978-3-642-67992-6 CIP'Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek: Klotter, Karl: Technische Schwingungslehrel Karl Klotter -Berlin, Heidelberg, New York: Springer. Bd. 2. Schwinger von mehreren Freiheitsgraden (Mehrlaufige Schwinger). -2., umgearb. u. erg. Aufl., Berlin, G6ttingen, Heidelberg 1960. Reprint 1981 Das Werk ist urheberrechtlich geschiitzl. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Obersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ahnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Die Vergiitungsanspriiche des § 54, Abs. 2 UrhG werden durch die ·Verwertungsgesellschaft Wort-, Miinchen, wahrgenommen. © by Springer-Yerlag OHG., Berlin/G6ttingen/Heideiberg 1960. Sofkover reprint of hardcover 2nd edition 1960 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buche berechligl auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zur Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen· und Markenschulz·Gesetzgebung als frei zu belrachten waren und daher vonjedermann benutztwerden durften. Reprographischer Nachdruck: Proff GmbH & Co. KG, Bad Honnef· Bindearbeiten: Konrad Trillsch, Wurzburg 2060/3014·54321 Vorwort zur Reprintausgabe Der erste Band dieser "Technischen Schwingungslehre" war in zweiter Auflage im Jahre 1951 erschienen. Eine dritte Auflage (in zwei Teile zerlegt, Teil A Lineare Schwingungen, Teil B Nichtlineare Schwingungen) kam im Laufe der letzten beiden Jahre heraus. Von dem im Herbst 1978 erschienenen Teil A muBte nach etwa andert halb Jahren schon ein Nachdruck hergestellt werden. Dieser Erfolg der dritten Auflage des ersten Bandes veranlaBte Verlag und Ver fasser, alte Dberlegungen wieder aufzunehmen, ob und wie der zwei te Band, dessen 2. Auflage aus dem Jahre 1960 stammt und seit vie len Jahren vergriffen ist, wieder verfligbar gemacht werden konnte. Eine vollige Umarbeitung (wie beim ersten Band) wiirde lange Zeit erfordern. Es blieb also zu bedenken, ob die Fassung aus dem Jahre 1960 einen unveranderten Nachdruck rechtfertigt. Ich habe mit Kollegen und anderen Fachleuten Dberlegungen in dieser Richtung angestellt. Bei den Gesprachen fiel einmal das Wort: "Wenn der zwei te Band noch nicht geschrieben ware, so miiBte er jetzt geschrieben werden". Das ist iiberspitzt ausgedriickt, will aber besagen: der Band ist in seinem Gehalt nicht veraltet. Hierzu drei Hinweise: (1) In den Vorworten zu den friiheren Banden und Auflagen habe ich die Grundsatze flir meine Darlegungen so ausgedriickt: "Meine Absicht ist es, das Wesen der Probleme dem Verstandnis des Lesers nahezubringen. Deshalb war ich neben einer gewissen Ausfiihrlichkeit der Darstellung vor allem auf eine systematische Ordnung und auf eine klare Formulierung der Begriffe bedacht ..... Was der Leser auch in diesem zweiten Band findet, sind auf physikalischen Dberlegungen aufgebaute Gleichungen und eine griindliche Diskussion der durch sie beschriebenen Erscheinun gen". Meine erwahnten Gesprachspartner waren mit mir der Meinung, daB keines der in den letzten zwanzig J ahren erschienenen Biicher diesen Anspruch besser erflillt. (2) Die jiingeren Biicher iiber Schwingungen mit mehreren Freiheits graden sind gekennzeichnet und unterscheiden sich yom zweiten Band am augenfalligsten durch den durchgehenden Gebrauch der Matrix-Schreibweise. Diese "Stenographie" wirkt modern und ist es wohl auch insbesondere, wenn man an den direkteren Zugang 6 Vorwort zur Reprintausgabe zur Numerik denkt. 1m zweiten Band sind Matrizen nur in der Form von sogenannten "Ubertragungsmatrizen" im Kapitel 7 benutzt. Beim Vergleich darf man aber nicht libersehen, da~ die neueren Autoren trotz aller wiederholten Betonung von "Lehrbuch" und "Grundlagen" entweder ganz im Hinblick auf ein bestimmtes An wendungsgebiet (Beispiel: Tragwerkskinetik) schreiben oder aber flir den "schon Wissenden", indem sie betrachtliche Vorkenntnisse voraussetzen. (3) Natlirlich mu~ eingeraumt werden, da~ die Auswahl der im zwei ten Band ausflihrlicher behandelten Anwendungsgebiete den Ge schmack von 1960 erkennen la~t. Dieser Einwand, soweit er liber haupt ernstlich ins Gewicht fallt, betrifft jedoch nur das Kapitel 6. So gut wie alles librige wlirde heute nicht wesentlich anders ausgewahlt und (von den Matrizen abgesehen) nicht anders darge stellt werden mlissen. Mit dieser Reprintausgabe des zweiten Bandes ist nun das gesamte Werk "Technische Schwingungslehre" simultan verfligbar. Karlsruhe, im Februar 1981 K. Klotter Technische Schwingungslehre Zweiter Band Technische Schwingungslehre Von Dr.-Ing. Karl I(lotter o. Professor an der Technischen Hochschule Darmstadt Zweite umgearheitete und erganzte Auflage Zweiter Band Schwinger von mehreren Freiheitsgraden (Mehrlaufige Schwinger) Mit 296 Abbildungen Springer -Verlag Berlin / Gottingen / Heidelberg 1960 ISBN-I3: 978-3-642-67993-3 e-ISBN-I3: 978-3-642-67992-6 DOl: 10.1007/978-3-642-67992-6 AUe Reehte, insbesondere das der "Obersetzung in fremde Spraehen, vorbehalten Ohne ausdriiekliehe Genehmigung des Verlages ist es aueh nieht gestattet, dieses Bueh oder Teile daraus auf photomeehanischem Wege (Photokopie, Mikrokopie) zu vervielfaItigen @ by Springer-Verlag OHG., Berlin/Gottingen/Heidelberg 1960 Softcover reprint of hardcover 2nd edition 1960 Vorwort Diesel' z,veite Band, del' den Schwingungen del' Gebilde von mehreren Freiheitsgraden, den sogenannten "Koppelschwingungen" gewidmet ist, ver vollstandigt die :lweite Auflage des Werkes. Er hat lange auf sieh warten lassen. Ein erklarendes Wort scheint deshalb am Platze. Wenn man die Bezeichnung "Sehwingungslehre" in ihrem weitesten Sinne nimmt, umfaBt sie nicht nur mechanische, sondern auch elektrische und andere physikalische Vorgange; es gehoren in ihren Rahmen aber auch groBe technische Gebiete wie etwa die Maschinendynamik, die Fahrdynamik, die Flugmechanik, ja fast die gesamte Regelungstechnik. Zu Zeiten war ich in Versuchung, eine Schwingungslehre in diesem weiteren Sinn zu schreiben. Die Grenzenlosigkeit eines solchen Unterfangens wurde jedoch von Jahr zu Jahr deutlicher. Der Band, den ich jetzt vorlege, geht wieder zuriick zu den Grundsatzen, die ich im Vol'wort zum ersten Band so beschrieben habe: "Meine Absicht ist, das Wesen del' Probleme dem Verstandnis des Lesers nahezubringen. Deshalb war ich neben einer gewissen Am;fiihl'liehkeit der Darstellung vor allem auf eine systematische Ordnung und auf eine klare Formulierung del' Begriffe bedaeht. leh hoffe, daB die entwiekelten Methoden und die Auswahl des Stoffes den Leser in den Stand setzen, selbstandig weiterzuarbeiten und neu an ihn herantretende Fragen zu losen." Was der Leser aueh in diesem zweiten Band findet, sind auf physikalisehen Dberlegungen aufgebaute Gleiehungen und eine griindliche Diskussion der durch sie beschriebenen Erscheinungen. Dabei ist fast ausschlieBlich die Sprache del' Mechanik vel'wendet. Die Analogien zu den andel'S gearteten, insbesondere den elektrischen Vorgangen werden nieht an jeder Stelle ausgefiihrt. Anstelle soleher Einzelerorterungen wird vielmehr (im Absehn. 1.2) eine bis zu Erkenntnissen del' jiingsten Zeit reiehende, zusammenfassende Darstellung del' mechanisch-elek trischen Analogien gegeben; auf Grund diesel' Darstellung wird del' Leser die Ergebnisse selbst von einem Gebiet ins andere iibertragen konnen. Obgleich dieses Werk die wohl ausfiihrlichste aller vorhandenen Darstellungen des ]'achgebietes enthalt, will es doch nieht als Handbueh gelten. Es will bewuBt ein Lehrbuch sein, und zwar eines, das sowohl Anfangern wie Fortgeschrittenen dient. Wegen dieser Ausrichtung ist del' Stoff nach steigendem Schwierigkeitsgrad geordnet. Nach dem vorbereitenden erst en Kapitel, das sieh mit del' Aufstellung del' Be,yegungsgleichungen und den meehanisch-elektrischen Analogien befaBt, behandelt das zweite Kapitel ganz ausfiihrlich und in durchaus elementarer Weise zunachst die freien Schwingungen der Gebilde von nur zwei Freiheits graden. Dabei tau chen schon die meisten der fiir die Schwingungen der mehr laufigen Systeme kennzeichnenden Erscheinungen auf, und sie werden an diesen VI Vorwort einiaehsten Gebilden dargelegt. 1m dritten Kapitel werden die Betrachtungen iiber die freien Schwingungen auf Systeme von mehr als zwei Freiheitsgraden a,usgedehnt. 1m vierten Kapitel stehen dann die Fragen im Vordergrund, die an die Behandlung der Differentialgleichungen anschlieBen. llier wird u. a. auch die Stabilitat der Bewegungen untersucht. Das f(infte Kapitel behandelt schlieB lich die erzwungenen Schwingungen. Rier wird auch den Nulleffekten (Tilger Effekten) viel Aufmerksamkeit geschenkt, und es wird auf die jiingste Entwick lung der Begriffe "komplexer Leitwert" unG. "komplexer Widerstand" ein gega,ngen. Die genannten fiinf Kapitel machen den ersten Teil des vorliegenden Bandes aus. Wenn auch die Anwendungen der Schwingungslehre auf das Maschinen wesen, das Bauwesen und die Fahrzeuge stets im Auge behalten werden, so stehen im ersten Teil des Bandes doch die allgemeinen und die systematischen Gesichtspunkte im Vordergrund. Demgegeniiber werden dann im zweiten Teil, in den Kapiteln 6 und 7, die Erfordernisse der Anwendungen an die erste Stelle geriickt: Es werden die Methoden besprochen, deren man sich bedienen muB, wenn man Schwingungsrechnungen haufig, ja routinemaBig durchzufiihren hat. Dabei ist das sechste Kapitel den Torsionsschwingungen und den torsions kritischen Drehzahlen gewidmet, das siebente den Biegeschwingungen und den biegekritischen Drehzahlen. Ausfiihrliche Erorterungen iiber Fahrzeugschwin gungen, mit dem Schiff als dem hauptsachlichsten Beispiel, sind schon in das £tinite Kapitel eingebaut. In einem Anhang sind noch Eigenschwingzahlen fiir einlaufige, mehrlaufige und kontinuierliche Gebilde zusammengestellt. Die Erfahrung hat mir gezeigt, daB Belehrung in der kondensierten l!'orm solcher Zusammenstellungen oft gesucht und deshalb geschatzt wird. Literatur ist dort, wo Bekanntes behandelt wird, sparsam zitiert. Zitate werden gegeben, urn dem Leser weiterzuhelfen, wenn die Darstellung abgebrochen werden muBte, und ferner, urn auf neuere Entwieklungen hinzuweisen. llier ist wohl noeh ein Wort angebracht iiber das, was der eine oder andere Leser (und Kritiker) in dem Buche vielleicht vermissen wird: Die Laplace Transformation wird nieht verwendet. Obgleich sie ein oft bequemes Mittel dar stellt, konnen die allermeisten Probleme ohne dieses "Verkzeug angegriffen werden. Die Riicksieht auf die Anfanger gebot, nicht zu viele Sonderkenntnisse vorauszusetzen. Ahnlich verhalt es sich mit dem ausgezeichneten Rilfsmittel der Matrizen. Differentialgleichungen sind (abgesehen von einigen Rinweisen) nicht in Matrizenform geschrieben. Matrizen tau chen als eigentliche Werkzeuge erst im letzten, siebenten Kapitel auf. Und auch dort werden sie nur in algebraischen Gleichungen als "Dbertragungsmatrizen" verwendet. In dieser Form werden sie allerdings ausfiihrlich benutzt, denn die dort behandeIten Biegeschwingungen lassen sich, wenn man ihnen realistische Bedingungen zugrunde legen will, ohne die Okonomie, die die Matrizen gewahren, praktisch iiberhaupt nicht mehr an greifen. SchlieBlich findet man auch keine nicht-linearen Probleme, ja nicht einmal solehe, die auf lineare Differentialgleichungen mit veriinderlichen Koeffi zienten fiihren. Damit werden allerdings manche interessanten und bemerkens werten Erscheinungen ausgeschlossen. Der Zwang zur Beschrankung gebot jedoch auch diese Entscheidung.
The list of books you might like
