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Die Dynamik

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Der Terminus "Dynamik" leitet sich vom griechischen Begriff "dynamis" ab, bedeutet wörtlich übersetzt "Kraft". Die Dynamik bezeichnet das Teilgebiet der Mechanik, welches sich mit der Wirkung von Kräften beschäftigt.

Im Teilbereich der Technischen Mechanik wird die Dynamik abermals unterteilt in die Statik und die Kinetik. Während die Statik das Kräftegleichgewicht unbeschleunigter Körper untersucht, befasst sich die Kinetik mit dem Zusammenhang zwischen Kräften und Bewegungen.
Im Allgemeinen ist diese Unterscheidung in der Physik selbst jedoch unüblich. Vielmehr versteht man unter Dynamik im Allgemeinen physikalischen Sinne das Zeitverhalten eines Systems sowie die zu dessen Beschreibung herangezogenen Bewegungsgleichungen. Im speziellen Sinne wird unter dem Terminus Dynamik die Erklärung der Bewegung von Körpern unter dem Einfluss von Kräften subsumiert.

Im Rahmen der Ingenieurswissenschaften wird unter dem Teilgebiet der Technischen Dynamik letztlich die Dynamik von Festkörpern im Gegensatz zur Dynamik von Fluiden verstanden. Entsprechend kennt die Technische Dynamik in umfassender Bedeutung folgende Teilbereiche:

  • Maschinendynamik
  • Baudynamik
  • Fahrzeugdynamik
  • Rotordynamik
  • Roboterdynamik
  • Satellitendynamik

Maschinendynamik

Das Studienfach und Forschungsgebiet Maschinendynamik basiert auf den Grundlagen der Technischen Mechanik* und analysiert die Wechselwirkungen zwischen dynamischen Kräften und Bewegungsgrößen innerhalb von Maschinen. Angrenzende Gebiete mit denen die Maschinendynamik durchaus Schnittmengen aufweist, sind die Fahrdynamik, die Messtechnik, die Antriebstechnik, die Mechatronik und die Vibrationstechnik. Als eines der Kernfächer des Maschinenbaus zählt die Maschinendynamik zum Fächerkanon der Ingenieurswissenschaften.

Baudynamik

Die Berechnung und die Beurteilung dynamisch belasteter Bauwerke werden im Rahmen der Baudynamik vollzogen. Anders als im Teilgebiet der Baustatik findet im Teilbereich der Baudynamik die Dimension der Zeit beziehungsweise der Frequenz Berücksichtigung. Die Baudynamik muss im Bausektor prinzipiell immer dann beachtet werden, wenn zeitlich veränderliche Kräfte auf ein Bauwerk einwirken, wobei das Bauwerk gleichzeitig bedingt durch seine Konstruktion die Möglichkeit aufweist, auf diese Einwirkungen zu reagieren, d.h. zu schwingen. Dabei werden die einwirkenden Kräfte in direkt auf ein Bauwerk wirkende (Kraftanregung) und indirekt über den Untergrund auf ein Bauwerk einwirkende (Lastfall der "Fußpunktanregung") Kräfte unterschieden.

Fahrdynamik

Die Fahrdynamik befasst sich als Spezialgebiet der Dynamik mit der Bewegung von Landfahrzeugen, d.h. Ketten-, Schienen- und Radfahrzeugen. Dabei basiert die Fahrdynamik einerseits auf versuchsmäßig gefundenen Abhängigkeiten und andererseits auf den Gesetzen der Technischen Dynamik.
Im Allgemeinen werden im Rahmen der Fahrdynamit Analysen zu Zeit, Geschwindigkeit, Weg, Beschleunigung, Energieaufwand, Leistungen, Antriebskräften, Motorerwärmung und Bewegungswiderständen durchgeführt. Bei der Untersuchung von schienengebundenen Fahrzeugen gehört zum Teilgebiet der Fahrdynamik auch das Ermitteln der zu befördernden Anhängelasten und der Wirkungsgrade von Fahrzeugen.

Die Fahrdynamik fußt auf physikalischen, mathematischen, statistischen sowie technischen Grundlagen und bildet wiederum die Basis für anschließende bautechnische, maschinentechnische sowie wirtschaftliche und betriebliche Untersuchungen.

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