Lehrangebot

Von der Professur "Konstruktion und Leichtbau" wird für alle Studenten das Fach Maschinenelemente II im Herbsttrimester gelesen. Für den Studienschwerpunkt Luft- und Raumfahrt wird im Wintertrimester das Fach Leichtbau angeboten. Im Wahlfpflichtfach Erdbaumaschinen werden Einsatz, Konzeption und Konstruktion von Maschinen für Erdbewegungen vermittelt (Frühjahrstrimester).
Die Vorlesung und das Praktikum Finite-Elemente-Methode runden das Lehrangebot für den Masterstudiengang CE ab (Herbsttrimester).

Vorlesung Maschinenelemente II

Vorlesung Maschinenelemente II

Die Vorlesung „Maschinenelemente II“ behandelt folgende Elemente und Baugruppen des Maschinenbaus:

 

  • Welle-Nabe-Verbindungen
  • Wälzlager
  • Gleitlager
  • Riemengetriebe
  • Zahnräder und Zahnradgetriebe

 

Die Studenten lernen die Funktionen und den Aufbau der verschiedenen Maschinenelemente kennen. Schwerpunkt ist die Dimensionierung der Komponenten, d.h. der rechnerische Festigkeitsnachweis bzw. die Tragfähigkeitsberechnung bei definierter Belastung unter Anwendung und Nutzung der wichtigsten Berechnungsvorschriften (DIN, ISO, FKM-Richtlinie).

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Leichtbau

Leichtbau

Aus ökologischen und ökonomischen Aspekten haben Leichtbaukonstruktionen nicht nur in der Luft- und Raumfahrttechnik, sondern in fast allen Branchen des Maschinenbaus eine hohe Bedeutung erlangt (z.B. Robotertechnik, Fahrzeugtechnik).


Lehrziel der Vorlesung "Leichtbau" ist die Vermittlung der Theorie von Leichtbaustrukturen und –komponenten hinsichtlich Festigkeit (Tragfähigkeit) und Steifigkeit. Grundlagen der Werkstofftechnik, Technischen Mechanik/Festigkeitslehre und der Konstruktionslehre werden herangezogen. Folgende Methoden und Komponenten werden im einzelnen behandelt:

  • Prinzipien, Strukturen und Bauweisen des Leichtbaus
  • Wirtschaftlichkeit von Leichtbaustrukturen
  • Dünnwandige Profilstäbe (Biegung, St.Venant`sche Torsion, Wölbkrafttorsion)
  • Schubfeldträger (Schubfeldtheorie)
  • Faserverbundwerkstoffe
  • Sandwichelemente
  • Instabilitäten (Beulen, Knicken)

 

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Vorlesung Finite-Elemente-Methode (FEM)

Vorlesung Finite-Elemente-Methode (FEM)

Die Finite-Elemente-Methode (FEM) hat sich in der Zwischenzeit zum wichtigsten numerischen Analyse- und Simulationsverfahren der Ingenieurwissenschaften entwickelt. FEM wird im Maschinenbau, in der Fahrzeug- sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik nicht nur im Bereich der Elastostatik und Elastodynamik (Spannungs- und Frequenzanalysen) verwendet; die Methodik kann auch für die Simulation und Analyse von Fragestellungen aus den Fachgebieten Strömungstechnik, stationäre und instationäre Temperaturfeldanalyse, Akustik, Mechatronik u.a. eingesetzt werden.

Die Vorlesung FEM wird sich primär auf die Analyse von Fragestellungen aus der Elastostatik konzentrieren. Folgende wesentliche Punkte dieser Methode werden behandelt:

  • Konzept und Grundgleichung der Finite-Elemente-Methode

-  Grundgleichungen der Elastostatik
-  Matrix-Steifigkeitsmethodik
-  Kriterien der Modellbildung

  • Elementekatalog für die Lösung elastostatischer Probleme (Stab-, Balken-, Platten-, Schalen- und Volumenelemente)
  • Regeln für die Modellierung und Vernetzung von Bauteilen
  • Modellierung und Simulation praktischer Anwendungsbeispiele
  • Einführung in die Analyse von nichtlinearen Spannungsverteilungen

-  Materialnichtlinearitäten
-  Geometrische Nichtlinearitäten
-  Kontaktprobleme

Die Vorlesung FEM wird nach der Erarbeitung der theoretischen Grundlagen als Rechnerpraktikum im PC-Pool des Rechenzentrums der UniBwM durchgeführt. Eingesetzt wird das in der Industrie weit verbreitete Softwaresystem Optistruct, der Firma Altair .
Die Vorlesung "Finite-Elemente-Methode" wird im Masterstudiengang angeboten.