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«Master Physikalische Ingenieurwissenschaft 1. Mathematische Methoden (18 LP) Analysis III für Ingenieure - Seite 1 Grundlagen der Kontinuumstheorie ...»

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2. Inhalte VL (in englischer Sprache): Starrkörperdynamik, Impedanz und Mobilität, Körperschallgenerierung, Körperschallcharakterisierung, Körperschallübertragung, Longitudinalwellen, Transversalwellen, Biegewellen, Dämpfungsmechanismen, Reflektion bei Diskontinuitäten, Wellenkonversion, Energiebetrachtungen.

UE: Die in der VL erlernten theoretischen Kenntnisse werden im Rahmen der Rechenübung im ComputerLaboratorium vertieft, um die Zusammenhänge begreifbarer zu machen.

–  –  –

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Das Modul setzt sich aus Vorlesung und Rechenübung (Computerlabor) zusammen. Für die Übung sind Vor- und Nachbereitungszeiten einzuplanen, was zu einem höheren Arbeitsaufwand führt und was durch entsprechende Leistungspunkte Berücksichtigung findet.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorisch:

b) wünschenswert (allgemein):

6. Verwendbarkeit Master Physikalische Ingenieurwissenschaften (Bestandteil des Kernbereiches Technische Akustik), Master Energie- und Gebäudetechnik (Bestandteil der Wahlpflichtliste Vertiefung Akustik, Lichttechnik, regenerative Energien), Master Technischer Umweltschutz (Bestandteil der Ergänzungsmodulliste, Bestandteil des Schwerpunktbereichs "Technische Akustik - Geräuschbekämpfung", wegen Überschneidungen nur einmal wählbar).

Das Modul kann generell als Wahlmodul verwendet werden.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Präsenzzeit:

VL 15 x 2 SWS= 30 h UE 15 x 2 SWS= 30 h

Vor- und Nachbereitung:

VL 15 x 2 h= 30 h UE 15 x 4 h= 60 h

Prüfungsvorbereitungen:

VL 1 Wo= 40 h Summe: 190 h = 6,3 LP (6 LP) Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft 201

8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung am Ende. Zulassungsvoraussetzung ist ein unbenoteter Schein in der Rechenübung (UE).

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Begrenzung

11. Anmeldeformalitäten Prüfungen werden spätestens zwei Wochen vor der Prüfung im Prüfungsamt und beim Prüfer angemeldet

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Infomaterial: Sekr. TA 7, Zi TA 111 Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: www.akustik.tu-berlin.de

Literatur:

1. L. Cremer und M. Heckl, 1996. Körperschall, 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin. ISBN 3-540-54631-6.

2. L. Cremer, M. Heckl, B.A.T. Petersson, 2005. Structure-Borne Sound, 3. Auflage. Springer Verlag, Berlin. ISBN 3-540-22696-6.

3. F. Fahy, 2001. Foundations of Engineering Acoustics. Academic Press, London. ISBN 0-12-2476654.

13. Sonstiges Empfehlenswert ist für jeden vertiefenden GeräuschbekämpferIn eine Kombination mit den Modulen TA 2 und TA 6 "Geräuschbekämpfung" und "Geräuschbekämpfung für Fortgeschrittene", sowie mit dem Modul TA 9 "Körperschall für Fortgeschrittene".

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Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz:

2. Inhalte Klassifizierung von Schwingungen, Lösen von Differentialgleichungen, Schwinger mit einem Freiheitsgrad, Schwinger mit endlich vielen Freiheitsgraden, Dynamik von Kontinua.

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit integrierten Beispielen und Übungen in denen der Vorlesungsstoff vertieft wird. Anhand von Vorlesungs- und Übungsbeispielen werden entsprechende rechnergestützte Anwendungen mit Standardprogrammen wie MATLAB oder Mathematica vorgeführt, die zu eigener Vertiefung anregen sollen. Die Beherrschung oder Besitz dieser Programme ist aber nicht Voraussetzung für die Teilnahme an der Veranstaltung.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorisch: Grundvorlesungen der Mechanik und Mathematik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen. Es ist Grundlage für weitere vertiefende Module der Mechanischen Schwingungslehre, nämlich "Nichtlineare und Chaotische Schwingungen" und "Schwingungsbeeinflussung und Schwingungsisolation in Maschinensystemen".

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Kontaktzeiten: 60 h Selbststudium und Hausaufgaben: 70 h Prüfungsvorbereitung: 50 h Summe 180 h entsprechend 6 LP nach ECTS

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in...1...... Semester(n) abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Unbegrenzt

11. Anmeldeformalitäten

–  –  –

Literatur:

- H. Dresig, F. Holzweißig: Maschinendynamik. Springer 2004.

- P. Hagedorn, S. Otterbein: Technische Schwingungslehre Band 1. Springer 1987.

13. Sonstiges

–  –  –

Fertigkeiten:

- Anwendung ingenieurswissenschaftlicher Methoden auf Problemstellungen der Rotordynamik





- Umsetzung rotordynamischer Kentnisse auf die Dimensionierung und Gestaltung von Maschinen und Triebwerken

- Modellbildung und Simulation

Kompetenzen:

- Erkennen von rotordynamische Problemen und Beschreibung dieser in mechanischen Ersatzmodellen.

- Beurteilung von rotordynamischen Problemen anhand von eigenen oder fremden Modellen und Simulationen.

- Analyse von rotordynamischen Problemen und Auswahl von geeigneten Maßnahmen zur Lösung.

- Übertragung der Kenntnisse und Fähigkeiten auf neuartige Problemstellungen in der Rotordynamik Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 40% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte Die Veranstaltung wird zuerst die Grundlagen der Rotordynamik behandeln. Am Beispiel des Laval-Rotors werden die Phänomene der Rotordynamik wie biegekritische Drehzahlen, unwuchterzwungene Schwingungen, Gyroskopie, äußere und innere Dämpfung dargestellt. Im weiteren Verlauf werden reale Rotoren modelliert und mit geeigneten Berechnungsmethoden für die Rotordynamik wie der Finite Elemente Methode und dem Übertragungsmatrizenverfahren analysiert. Darüber hinaus behandelt die Lehrveranstaltung verschiedene Lagerungen wie Rollen-, Gleit- und Magnetlagerungen und besondere Phänomene wie den Rotor-Stator Kontakt, plötzliche Unwuchterregung oder die Welle mit Riss.

Berechnungsaufgaben zu den verschiedenen Themenbereichen werden dann zur Vertiefung und Anwendung des Stoffes bearbeitet.

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Der vorgestellte Stoff wird im Rahmen von Beispielaufgaben angewendet und vertieft. In Rechenhausaufgaben werden die erlernten Kenntnisse von den Studierenden selbst angewendet und die Berechnung und Bewertung geübt.Die Lösung jeder Hausaufgabe wird umlaufend von Studierenden in Form eines Kurzvortrages präsentiert.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorisch: BSc Maschinenbau, Verkehrswesen, Physikalische Ingenieurwissenschaft bzw. Modul Mechanik,

b) wünschenswert: Module Kinematik & Dynamik, Mechanische Schwingungslehre, Modulkatalog Master Physikalische Ingenieurwissenschaft 205

6. Verwendbarkeit Dieses Modul wendet sich insbesondere and die Studierenden aus dem Maschinenbau (MSc Konstruktion und Entwicklung, Fluidenergiemaschinen, Produktionstechnik) und an die konstruktiv und analytisch interessierten Master-Studierenden aus dem Verkehrswesen (MSc Luft- und Raumfahrttechnik, Fahrzeugtechnik, Schiffs- und Meerestechnik) und der Physikalischen Ingenieurswissenschaft.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS IV (Präsenz) 15*) x 2 h. 60 h Vor- u. Nachbereitung, individuelles Studium 15 x 2 h. 30 h Hausaufgaben. 40 h Prüfungsvorbereitung und Prüfung. 50 h S 180 h Somit ergibt sich ein Gesamtaufwand pro Semester von 180 Stunden. Dieser entspricht 6 Leistungspunkten.

*) Hierbei wurde von durchschnittlich von 15 Wochen im Semester ausgegangen.

8. Prüfung und Benotung des Moduls

folgt als prüfungsäquivalente Studienleistung:

Benotete Übungsleistungen (20% Anteil an der Gesamtnote) mündliche Rücksprache (80%).

Alle Teilleistungen müssen abgeleistet werden.

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmerzahl: je nach verfügbarem Personal, wird jeweils im Internet angegeben.

11. Anmeldeformalitäten

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: ja nein

Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden:

Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: www.kup.tu-berlin.de

Literatur:

Gasch, Nordmann, Pfützner : Rotordynamik, Berlin, Springer 2002 Childs: Turbomachinery Rotordynamics: Phenomena, Modeling and Analysis, New York, Wiley & Sons Vance: Rotordynamics of Turbomachinery, New York, Wiley & Sons 1988 Krämer: Dynamics of Rotor and Foundation, Berlin, Springer 1993 Gasch, Knothe: Strukturdynamik, Berlin, Springer 1987/1989

13. Sonstiges

–  –  –

Fertigkeiten:

-Ausführung von Strukturanalysen für dünnwandige Strukturen mit geeigneter Modellierung,

-Bewertung komplexer numerishcer Lösungen durch Kenntnisse "klassischer" Strukturmodellierungen für dünnwandige Strukturen,

-Berechnung von Strukturen modelliert mit Platten und Membanschalen,

-Numerische Lösung von Stabilitätsproblemen,

-Behandlung von Stabilitätsproblemen des Stahlbaus.

Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte

-Grundlagen der Modellierung für die Entwurfsrechnung und Analyse von dünnwandigen Strukturen (Leichbaustrukturen für Luft- und Raumfahrttechnik, Fahrzeugbau, Schiffs- und Meerestechnik, Maschinenbau, Fördertechnik, Stahlbau und Fertigungstechnik, etc.),

-Anwendung von Energieprinzipien,

-Grundlagen numerischer Verfahren zur Lösung von Festigkeits- und Stabilitätsaufgaben,

-Dünnwandige Strukturen (Biegung dünner Platten, Membranschalen),

-Lösung von Stabiltätsproblemen,

-Stabilitätsprobleme des Stahlbaus,

-Stabilität bei Flächentragwerken.

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit Beispielen und Programmanwendungen, ausführliche Rechenbeispiele in der Übung,

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

erforderlich:

Grundkurse Mathematik u. Mechanik (I) abgeschlossen, Strukturmechanik I

6. Verwendbarkeit

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL+UE 15 x 4h Hausaufgaben und Prüfungsvorbereitung 15 x 8h 180 h

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Literatur:

D. Gross / W. Hauger / W. Schnell / P. Wriggers: Technische Mechanik 4. Springer, 2004 N.A. Alfutov: Stability of Elastic Structures. Springer, 2004.

C.F. Kollbrunner / M. Meister: Knicken, Biegedrillknicken, Kippen. Springer-Verlag, 1961 H. Göldner: Lehrbuch Höhere Festigkeitslehre. Band 1. Fachbuchverlag Leipzig. 1991 H. Göldner: Lehrbuch Höhere Festigkeitslehre. Band 2. Fachbuchverlag Leipzig-Köln. 1992

13. Sonstiges

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Kenntnisse:

- Überblick über die Vielfalt der aeroelastischen Problemstellungen,

- Verständnis der grundsätzlichen physikalischen Zusammenhänge,

- von den besonderen Anforderungen der Modellierung echtzeitfähiger Modelle in Flugsimulationen,

- von Numerische Integrationsverfahren

Fertigkeiten:

- Analytischer Behandlung aeroelastischer Probleme

- Aeroelastische Modellierung des Flugzeugs und seiner Komponenten

Kompetenz:

- kritische Analyse aeroelastischer Fragestellungen bei Flugzeugen



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