Maschinendynamik

11B0269

Bachelor

Deutsch

5.0

Winter- und Sommersemester

1 Semester

Im Rahmen der Entwicklung und Konstruktion neuer Maschinen, Fahrzeuge und deren Komponenten muss in vielen F?llen das dynamische Verhalten der Konstruktion betrachtet werden. Das Modul ?Maschinendynamik“ beinhaltet die Grundlagen zur Berechnung der Kinematik allgemeiner ebener Getriebe, der Kinetik allgemeiner ebener Bewegungen sowie die Einordnung, Berechnung und Beurteilung von Schwingungserscheinungen an Maschinen. Betrachtet werden freie und erregte Schwingungen und Resonanzerscheinungen linearer Ein- und Mehrmassenschwinger mit Berücksichtigung von D?mpfung. Die besondere Bedeutung der Maschinendynamik für die Auslegung von Systemen wird anhand von verschiedenen praxisnahen Beispielen deutlich. Der praxisgerechte Einsatz moderner Softwaretool für die Berechnung und Simulation von Mehrk?rpersystemen wird vermittelt und geübt.

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage für ebene Systeme mit überlagerten translatorischen und rotatorischen Bewegungen die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen beliebiger Punkte des Systems sowie die Wechselwirkung zwischen Bewegungen und angreifenden Kr?ften und Momenten zu berechnen. Sie k?nnen ein mechanisches Schwingungssystem analysieren und L?sungsans?tze bei Schwingungsproblemen finden.

1.       Kinematik und Kinetik ebener Systeme

1.1   Kinematik überlagerter translatorischer und rotatorischer Bewegungen

1.2   Relativkinematik

1.3   Kinetik der allgemeinen, ebenen Bewegung eines Systems bestehend aus mehreren gekoppelten K?rpern

2.       Mechanische Schwingungen

2.1   Freie ged?mpfte Schwingung

2.2   Erregte Schwingung

2.3   Gekoppelte Schwingungen von Mehrmassenschwingern

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Portfolio-Prüfungsleistung

• experimentelle Arbeit

Die Portfolio-Prüfung umfasst 100 Punkte und besteht aus einer einstündigen Klausur (K1) und einer Hausarbeit (HA). Mit der Klausur k?nnen maximal 60 Punkte erzielt werden, mit der Hausarbeit k?nnen maximal 40 Punkte erzielt werden.

Für die expermentelle Arbeit wird ein Bericht über die durchgeführten Versuche gefertigt und mit bestanden/nicht bestanden bewertet

Benotete Prüfungsleistung :Portfolio-Prüfung:

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung
• Hausarbeit: 5-10 Seten

Unbenotete Prüfungsleistung: Experimentelle Arbeit

• ca. 4 Versuche

Mathematische Kenntnisse bezüglich des Aufstellens und L?sens von Differentialgleichungen, Vektor- und Matrizenrechnung, Statik, Kinematik und Kinetik

Die Kenntnisse aus dem vorausgehenden Modul Kinetik/Kinematik bezüglich der Dynamik von Punktmassen und der Drehung von K?rpern um eine feste Achse wird auf allgemeine ebene Bewegungen ausgedehnt. Die Betrachtung des Schwingungsverhaltens von Maschinen wird auf die praktisch bedeutsamen ged?mpften und erregten Schwingungen sowie auf gekoppelte Mehrmassenschwinger erweitert. Softwaretools zur Berechnung und Simulation von Mehrk?rpersystemen k?nnen eingeordnet und bezüglich der praktischen Anwendbarkeit eingesch?tzt werden.

Studierende verfügen nach Abschluss des Moduls über ein breit angelegtes Wissen über die Ursachen und den Verlauf einer Bewegung. Sie haben ein grunds?tzliches Verst?ndnis für Schwingungen bei Maschinen. Sie k?nnen Eigenfrequenzen und Schwingungsamplituden einfacher Systeme berechnen und sind damit in der Lage, Schwingungserscheinungen bei Maschinen zu analysieren, zu bewerten und konstruktive Ma?nahmen zur Reduzierung von Schwingungsniveaus vorzuschlagen. Sie k?nnen Softwaretools zur Berechnung und Simulation von Mehrk?rpersystemen einordnen und elementar anwenden.

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden für ebene Systeme in der Lage: 

• die Kinematik einer Scheibe oder eines Systems mehrere Scheiben zu berechnen,
• Absolutgeschwindigkeiten und Absolutbeschleunigungen mit Hilfe der Relativkinematik zu bestimmen, 
• die durch Kr?fte und Momente verursachten rotatorischen und translatorischen Bewegungen zu berechnen, 
• die durch rotatorische und translatorische Bewegungen verursachten Führungskr?fte zu berechnen, 
• Schwingungserscheinungen zu analysieren und zu klassifizieren, 
• selbstst?ndig die mathematischen Gleichungen zur Beschreibung einfacher schwingungsf?higer Systeme aufzustellen und die charakterisierenden Gr??en (Eigenfrequenzen, D?mpfungen, Schwingungsamplituden und Phasenverschiebungen) zu berechnen, 
• die Gleichungen zur Beschreibung von Mehrmassenschwingern aufzustellen und auch für komplexere Schwingungssysteme die charakterisierenden Eigenschaften zu berechnen und das Schwingungsverhalten zu analysieren.

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, eine maschinenbauliche Konstruktion soweit zu abstrahieren, dass sie für eine dynamische und schwingungstechnische Auslegung mit den gelernten Methoden behandelt werden kann.

Nach Abschluss des Moduls k?nnen die Studierenden Ergebnisse von ausgew?hlten Analysen und Berechnungen aufbereiten, in Gruppen darstellen und diskutieren. Bei der selbst?ndigen Durchführung von Laborversuchen in Gruppen erweitern sie ihre sozialen und kommunikativen F?higkeiten. Sie k?nnen k?nnen Problemstellungen, L?sungswege und L?sungen ingenieurm??ig aufbereiten und in Form einer wissenschaftlichen Arbeit dokumentieren.

• Schmidt, Reinhard

• Schmidt, Reinhard
• Bahlmann, Norbert