Technische Mechanik

Die Technische Mechanik ist ein Teilgebiet der Ingenieurwissenschaften. Aufgabe der Technischen Mechanik ist die Bereitstellung der Modelle und Berechnungsverfahren beispielsweise Teilgebiete des Maschinenbaus und des Bauingenieurwesens. Im Wesentlichen kann man den Bereich der Technischen Mechanik auf die Ermittlung der Spannungen und Verformungen elastischer Körper sowie der Bewegungen von Festkörpern eingrenzen.

Teilgebiete der Technischen Mechanik

Im Allgemeinen können als Teilgebiete der Technischen Mechanik gelten:

• Mechanik des starren Körpers
  • Statik: Gleichgewicht
  • Kinematik: Bewegungslehre
  • Dynamik: Impuls- und Drehimpulsbilanz
• Kontinuumsmechanik: ausgedehnte, verfrombare Körper

Geschichte der Technischen Mechanik

Der Grieche Archimedes war der erste Mathematiker, der sich eingehend mit mechanischen Problemen befasste. Er entdeckte die Gesetze der Hydrostatik. Simon Stevin entwarf das Kräfteparallelogramm durch das nach ihm benannte Stevinsches Gedankenexperiment. Galileo Galilei kommt in der beginnenden Neuzeit der Verdienst zu, die gerade entstehende Wissenschaft der Technischen Mechanik auf eine formale mathematische Grundlage gestellt zu haben. Der zweite Tag seiner Discorsi befasst sich imit der Diskussion von Festigkeitsproblemen.

Die Mitglieder der Familie Bernoulli bereiteten im 18. Jahrhundert neben weiteren theoretischen Erkenntnissen den Boden für eine noch heute gültige Technische Mechanik, welche die Grundlage für viele Disziplinen der Technik bildet. Leonhard Euler begründete die Theorien zur Knickung, zur Balkenbiegung und zum Verständnis der modernen Turbinen. Im gleichen Zeitraum begründete Charles Augustin de Coulomb die Grundlagen der Reibungslehre. Eine ebenfalls mehr auf die Belange der Praxis abgestimmte Technische Mechanik entwickelten im 19. Jahrhundert Karl Culmann, August Ritter, Antonio Luigi Gaudenzio Giuseppe Cremona und Carlo Alberto Castigliano.

Im 20. Jahrhundert entstanden für die Bedürfnisse der Luft- und Raumfahrt die Aerodynamik durch Ludwig Prandtl und Theodore von Kármán. Gleichzeitig entwickelten John Argyris und andere Mathematiker die Methode der finiten Elemente. Der in den dreissiger Jahren sich zur Blüte entwickelnde Hochbau verwendete iterative Verfahren für die statische Berechnung, wie sie von Gaspar Kani oder Hardy Cross veröffentlicht wurden. Alle diese Verfahren nutzen die Numerik als wesentlichen Ansatz.