Sachverständige Statik im Maschinenbau

Die Statik im Maschinenbau setzt sich mit den Kräften und deren Wirkung auf ruhende Körper auseinander. Die Statik im Maschinenbau wird den Teilgebieten der Physik und der Mechanik zugeordnet. Das Besondere bei der Statik ist, dass alle statischen Kräfte im Gleichgewicht zueinander wirken. Daraus lässt sich schlussfolgernd, dass die Somme aller Momente und Kräfte immer Null ist. Kommen die Kräfte eines statischen Systems aus dem Gleichgewicht, ist es kein ruhendes System mehr und wird nicht mehr der Statik zu geordnet, sondern fällt unter die Kinetik.

Statik im Maschinenbau – die Begriffsdefinition

Die Statik ist ein Bereich der Mechanik und im Maschinenbau eigentlich immer allgegenwärtig. Dabei setzt sich die Statik mit allen Kräften an materiellen Körpern auseinander, solange sich diese im Gleichgewicht befinden. Dabei geht es bei der Statik hauptsächlich darum alle Bedingungen zu ermitteln, wodurch der Bewegungszustand eines Körpers erhalten bleibt.

Statik im Maschinenbau: Die Unterschiede und Zusammenhänge zwischen Kinematik, Kinetik, Dynamik und Statik

Die Statik gilt als Teilbereich der Dynamik und beschäftigt sich mit allen Kräften, die auf einen Körper einwirken können. Im Bereich der Dynamik wird wiederum zwischen der Kinetik und der Statik unterschieden. Bei der Kinetik spielen im Vergleich zur Statik verschiedene Bewegungsgrößen eine wichtige Rolle, die zur Berechnung der Krafteinwirkung herangezogen werden. Dazu zählt zum Beispiel die Geschwindigkeit, die Beschleunigung oder der Weg. Anders als die Kinetik, werden bei der Kinematik alle Bewegungsgrößen untersucht, bis auf die Kräfte, durch die die Bewegung entsteht.

Statik im Maschinenbau – die statischen Berechnungen

In der Statik werden unterschiedliche Methoden verwendet, um Innere Momente und Kräfte, Lagermomente und Lagerkräfte zu ermitteln. Die Ergebnisse werden mithilfe der Festigkeitslehre weiter „verarbeitet“ um zu ermitteln welche Bauteildimensionierungen notwendig wird. Dabei werden natürlich die verschiedenen Bedingungen, unter die ein Bauteil funktionsfähig sein muss nicht vergessen.

Damit ein ruhender oder vollständiger Körper seinen jeweiligen Zustand auch bei behalten kann, müssen die von innen und außen auf dem Körper einwirkenden Kräfte gleich Null sein. Das bedeutet, dass sich die einwirkenden Kräfte vollständig aufheben. Diese Theorie heißt in Fachkreisen auch Gleichgewichtsbedingung der Statik. Daraus lässt sich resultieren, solange die außen wirkenden Kräfte bekannt sind, können auch die Auflagekräfte und Momente, die innerhalb des Körpers wirken ermittelt werden. Aufgrund dieser Berechnungen wird die richtige Dimensionierung von Bauwerken und Bauteilen ermittelt.

Statik im Maschinenbau: Die Praxis

Mithilfe der Statik bzw. den statischen Berechnungen kann die richtige Dimensionierung von Hochhäusern ermittelt werden, dass diese auch bei starker Belastung durch ein Erdbeben oder Hitze nicht umfallen. Natürlich helfen die statischen Berechnungen auch dabei zu ermitteln, ob der Ausleger besser mit einem Drehgelenk, einem Festlager oder einem Loslager kombiniert werden soll. Beide ingenieurwissenschaftliche Fachbereiche, das Bauingenieurswesen als auch der Maschinenbau, haben die Statik bzw. die statistischen Berechnungen als Basis Ihrer Arbeit. Aus diesem Grund ist die Statik ein extrem wichtiges Fachgebiet. Wird die Statik im Bauingenieurswesen verwendet, wird von der Baustatik gesprochen. Die Statik kann herangezogen werden, um mit rechnerischen oder grafischen Methoden verschiedene Aufgabenstellungen zu lösen, wie zum Beispiel:

• den Kraftmittelpunkt ermitteln
• Die Ermittlung des Schwerpunktes
• Die Darstellung von Reibung und deren Auswirkung auf Baugruppe/Bauteil
• Die Berechnung von Schnittgrößen
• Die Berechnung einer eventuellen Verformung
• Die Berechnung zur optimalen Stabilität