H?here Mechanik

11M0545

Master

Deutsch

5.0

Winter- und Sommersemester

1 Semester

Moderne mechanische Konstruktionen werden aus Gründen der Kosten- und Materialersparnis, der Gewichts- oder Wirkungsgradoptimierung (Leichtbau z.B. in der Fahrzeugentwicklung und in der Landtechnik) bis an die Grenzen der mechanischen Belastbarkeit beansprucht. Berechnungstools wie Software zur Finite-Elemente-Analyse, Betriebsfestigkeitsanalyse, Mehrk?rpersimulation, Modalanalyse werden zur Bauteilauslegung nicht nur von Spezialisten, sondern in zunehmendem Ma?e auch von Konstrukteuren und Entwicklern eingesetzt. Für einen verantwortungsvollen Umgang mit diesen Berechnungswerkzeugen ist ein Verst?ndnis der theoretischen Hintergründe insbesondere in Bezug auf r?umliche Verzerrungs- und Spannungszust?nde, Vergleichsspannungen sowie in Bezug auf die Schwingungsauslegung notwendig. Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls ?H?here Mechanik“ kennen die Studierenden aufbauend auf den Mechanik-Modulen der Bachelor-Studieng?nge die Grundlagen der r?umlichen Elastostatik und Elastizit?tstheorie sowie der Schwingungsanalyse und -auslegung und k?nnen sie auf praktische Probleme anwenden.

1. Festigkeitslehre

   1.1 Einleitung

   1.2 Einschub:Tensorrechnung

   1.3 Spannungszustand

   1.4 Deformation und Verzerrung

   1.5 Elastizit?tsgesetz

   1.6 Variations-und Energieprinzipien

   1.7 Anwendungsbeispiele

2. Schwingungsanalyse

   2.1 Schwingungsoptimierte Auslegung von Bauteilen mittels FEM

   2.2 Experimentelle Schwingungsanalyse mittels ?bertragungsfunktionen

   2.3 Experimentelle Modalanalyse

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

Die Theorie zur Festigkeitslehre wird in Vorlesungen und durch Selbststudium erarbeitet, die Schwingungslehre in Selbststudium und  durch Praktikumsversuche.

• Klausur

• experimentelle Arbeit

Benotete Prüfungsleistung:

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Unbenotete Prüfungsleistung:

• Experimentelle Arbeit:  3 Versuche

Grundkenntnisse der technischen Mechanik (Statik, Zug-Druckbeanspruchung, Biegung und Torsion gerader Balken, Knickung,  freie und erregte Schwingungen, Grundkenntnisse der Regelungstchnik wie ?bertragungsfunktionen, grundlegende Mathematikkenntnisse (Vektor- und Matrizenrechnung Differential- und Integralrechnung, lineare Differentialgleichungen)

Moderne mechanische Konstruktionen werden in zunehmendem Ma?e bis an die Grenzen der mechanischen Belastbarkeit beansprucht. Die ?H?here Mechanik“ beinhaltet die Grundlagen für detaillierte, genaue Festigkeitsberechnungen komplexer Bauteile und für die Beschreibung von Bewegungen dynamischer Systeme sowie den Wechselwirkungen zwischen angreifenden Kr?ften und Momenten und den daraus resultierenden Bewegungen. Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls ?H?here Mechanik“ kennen die Studierenden aufbauend auf die Mechanik-Module der Bachelor-Studieng?nge die Grundlagen der Elastostatik und Elastizit?tstheorie sowie der Kinematik und Kinetik r?umlicher Bewegungen.

Aufbauend auf die Vorlesungen der Mechanik im Bachelorstudium verfügen die Studierenden nach Abschluss des Moduls über ein vertieftes theoretisches Hintergrundwissen, einfache r?umliche mechanische Systeme zu berechnen und um aktuelle Tools der FEM, Betriebsfestigkeitsanalyse und Mehrk?rpersimulation zu verstehen, sinnvoll anzuwenden und ggf. auch weiterzuentwickeln. Sie k?nnen das Schwingungsverhalten von Bauteilen und analysieren und Probleml?sungen erarbeiten.

Die Studierenden k?nnen beliebige r?umliche Spannungs- und Verformungszust?nde beschreiben, berechnen und beurteilen und komplexe Berechnungsergebnisse moderner Software verantwortungsvoll und fachlich qualifiziert interpretieren. Sie sind in der Lage, Schwingungsuntersuchungen auch an komplexen Strukturen durchzuführen.

Nach Abschluss des Moduls k?nnen die Studierenden Ergebnisse von ausgew?hlten Analysen und Berechnungen aufbereiten, in Gruppen darstellen und diskutieren sowie in Teams Laborversuche durchführen, protokollieren und auswerten.

• Schmidt, Reinhard

• Bahlmann, Norbert
• Schmidt, Reinhard