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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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1) Bradley D.A., Dawson D., Mechatronics - Electronics in Products and Burd N.C., Loader A.J.:

Processes, Chapman & Hall, (1993) ISBN 0 412 58290 2

2) Hesselmann, Norbert: Digitale Signalverarbeitung, Vogel Buchverlag Würzburg, (1987), ISBN 3 8023

3) Sonde G,. Hoekstein K.: Einstieg in die digitalen Modulationsverfahren, Francis Verlag, (1992), ISBN 3

4) Menz W., Bley P.: Mikrosystemtechnik für Ingenieure, VCH Verlagsgesellschaft, ISBN 3 5272 9003 6, 1993.

5) Hochbruck H., Knothe K., Systemdynamik der Eisenbahn, Hestra Verlag Meinke P. (Herausg.): (1994), ISBN 3 7710 254 7

6) Bremer, H.: Dynamik und Regelung mechanischer Systeme. Stuttgart: Teubner Verlag, (1988), ISBN 3

7) Popp, K., Schiehlen, W.: Fahrzeugdynamik. Stuttgart: Teubner - Verlag (1993). ISBN 3 519 023773 3

8) Mertins, A.: Signaltheorie, Teubner-Verlag Stuttgart (1996)

9 ) Bolton, W.: Bausteine mechatronischer Systeme, 3. Auflage Pearson Studium (2004), ISBN 3-8273Sonstiges Kombination mit "Systemdynamik in industrieller Anwendung" oder "Schwingungen rotierender Systeme" zur Erreichung von 6 ECTS-Punkten sinnvoll

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Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: Sozialkompetenz:

2. Inhalte Einführung, Aktoren/Sensoren: elektrodynamisch, elektromagnetisch, hydraulisch, piezokeramisch;

Dynamik mechanischer Systeme: MKS, Stabilität nach Ljapunow; Regelungstechnik: Linearer Reglerentwurf, Beobachter; Beispiele, Exkursion.

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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

b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen

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

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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:

Literatur:

1] B. Heimann, W. Gerth, K. Popp: Mechatronik:

- Komponenten, Methoden, Beispiele -. Fachbuchverlag Leipzig, 2003.

[2] R. Isermann. Mechatronische Systeme:

- Grundlagen -. Studienausgabe Springer-Verlag, 1999.

[3] D. K. Miu: Mechatronics - Electromechanics and Contromechanics -. Springer-Verlag, 1993.

[4] H. Janocha (Hrsg.): Aktoren - Grundlagen und Anwendungen -. Springer-Verlag, 1992.

[5] M. Riemer, J. Wauer, W. Wedig: Mathematische Methoden der Technischen Mechanik. SpringerVerlag, 1993.

[6] J. Lunze: Regelungstechnik I und II, Springer-Verlag, 2004.

13. Sonstiges Vorlesung wird nicht jedes Sommersemester angeboten

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Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 50% Systemkompetenz: Sozialkompetenz:

2. Inhalte Phasenportraits, einfache Störungsrechnung, Störungsrechnung nach Lindstedt und Poincaré, Methode der mehrfachen Zeitskalierung, Langsam veränderliche Amplitude und Phase, Harmonische Balance, Sub- und Superharmonische Schwingungen, Stabilität nach Ljapunow, direkte Methode von Ljapunow, Methode der ersten Näherung, Floquet Theorie, selbsterregte Schwingungen, technische Beispiele: Eisenbahnradsatz, quietschende Bremse, Poincaré-Abbildung, Pitchfork- und Hopf-Bifurkation.

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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

b) wünschenswert: vorheriger Besuch der Vorlesung Mechanische Schwingungslehre und Maschinendynamik

6. Verwendbarkeit Dieses Modul ist besonders geeignet für den Studiengang Physikalische Ingenieurwissenschaft sowie zur Vertiefung im Maschinenbau bzw. als Wahlmodul in weiteren Studiengängen





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

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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:

Literatur:

Hagedorn, P.: Nonlinear Oscillations, Springer Verlag, 1988.

Nayfeh, A.H.; Mook, D.T.: Nonlinear Oscillations, Wiley, 1979.

13. Sonstiges Das Modul wird nicht immer jährlich, aber mindestens im zweijährlichen Turnus angeboten.

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

2. Inhalte Randelementemethode: Theorie, Anwendungen zur Laplace-Gleichung und Elastizitätstheorie;

Zelluläre Automaten: Theorie, Anwendungen zu erregbaren Medien und Verkehrssimulationen;

Zelluläre Gittergase: Theorie, Anwendungen zu Diffusion und Strömungssimulation;

Molekulardynamik: Theorie, Anwendungen zu Eindrucktests und tribologischen Fragestellungen;

Bewegliche zelluläre Automaten: Theorie, Anwendungen zu Festkörpermechanik und Tribologie;

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Integrierte Veranstaltung, bestehend aus Vorlesung, schriftlichen Übungsaufgaben, Programmieraufgaben und Einführung in verschiedene Programmpakete am Computer.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorisch: Statik und elementare Festigkeitslehre, Kinematik und Dynamik

b) wünschenswert: Kontinuumsmechanik, Tensoranalysis, Energiemethoden, partielle Differentialgleichungen

6. Verwendbarkeit In vielen Bereichen der Forschung und Entwicklung existieren Alternativen zu Finite-Elemente-Verfahren.

Entweder bestehen alternative Verfahren, die qualitativ bessere Ergebnisse liefern, oder es existieren keine Kontinuumstheorien zu bestimmten Problemen. Diese Vorlesung gibt einen Überblick über Alternativen und ermöglicht den Studenten / Studentinnen so, bei Bedarf in F&E auf diese Verfahren zurückzugreifen und sie anzuwenden.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 SWS VL (Präsenz) 15*) x 4 h == 60 h Bearbeitung von Hausaufgaben 15 x 4 h == 60 h Prüfungsvorbereitung 15 x 4 h == 60 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 Mündliche Prüfung

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10. Teilnehmer(innen)zahl Maximale Teilnehmer(innen)zahl: 30

11. Anmeldeformalitäten Anmeldung ist bis zum Tag der Prüfung möglich

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: wird in der Vorlesung bekanntgegeben.

Literatur:

Trevelyan: Boundary elements for engineers Weimar: Simulation with cellular automata Wolf-Gladrow: Lattice-Gas Cellular Automata and Lattice Boltzmann Models Psakhie et.al.: MonsterMD (Handbuch zur Software) Psakhie et.al. Movable Cellular Automata (Handbuch zur Software)

13. Sonstiges

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Fachkompetenz: 55% Methodenkompetenz: 25% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 5%

2. Inhalte

Begriffsbildungen und Aufgaben der Bruchmechanik, Erscheinungsformen des Bruches, Vorbereitung:

Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie, Aufgabenstellug in den Verschieungen, Aufgabenstellung in den Spannungen, ebene Aufgabe der Elastizitätstheorie, Lösungsansätze für ebene Probleme, Airy-Spannungsfunktion in kartesischen und Polarkoordinaten, Lösunge im komplexen Raum, Konforme Abbildungen, Spannungs- und Verschiebungsverteilung in der Umgebung von Rissen, Räumliche Rissprobleme, linear elastische Bruchmechanik (LEBM), asymptotische Näherung des Spannungs- und Verschiebungsfeldes in Rissspitzennähe, Spannungsintensitätsansatz (IRWIN), der energetische Ansatz (GRIFFITH), das J-Integral, Bruchkriterien der LEBM, experimentelle Ermittlung von Bruchkennwerten, Spezielle Fragestellungen der Bruchmechanik

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung kombiniert mit eigenen Vorträgen der Studierenden

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Erforderlich: Kenntisse in Statik und elementarer Festigkeitslehre (Mechanik I) oder in Mechanik (Mechanik E) Wünschenswert: Kontinuumsmechanik und Energiemethoden der Mechanik (Mechanik III)

6. Verwendbarkeit Geeignet für Studienrichtung Maschinenbau, Verkehrswesen, PI, Bauingenieure, Physik

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 4 h Projekt + 8 h Nachbearbeitung pro Woche = 15 x 12 h = 180 h = 6 LP

8. Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsrelevante Projektleistung

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

10. Teilnehmer(innen)zahl

11. Anmeldeformalitäten keine

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

2. Inhalte

- Messung des Reibungskoeffizienten bei verschiedenen Reibpaarungen: mit dem Stift-Scheibetribometer, unter dem Einfluß des Ultraschalls, Haftreibung als Funktion der Zeit

- Oberflächenuntersuchungen mit dem Weißlicht-Interferometer und dem 3D - Mikroskop

- Messung des Schlupfes

- Messung der G-Module von Gummi

- Verschleißmessungen

- Berechnungsmethoden: Dimensionsreduktion, Randelementenmethode

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen In dem Projekt werden anhand vorgegebener Aufgaben Beispiele aus der Reibungsphysik im Labor messtechnisch erfasst. Nach der Vorstellung der theoretischen Grundlagen lernen die Teilnehmer die erforderliche Messtechnik kennen und üben den Umgang mit dieser. Anschließend nehmen sie die Auswertung der Ergebnisse vor und präsentieren diese.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorisch: abgeschlossene Mechanik- Grundvorlesung (Statik, Elastostatik, Kinematik und Dynamik)

b) wünschenswert: Kenntnisse, die im Modul "Kontaktmechanik und Reibungsphysik" vermittelt werden.

6. Verwendbarkeit Das Modul ist geeignet für ingenieurwissenschftliche Studiengänge: Physikalische Ingenieurwissenschaft, Maschinenbau, Verkehrswesen, Informationstechnik im Maschinenwesen, Werkstoffwissenschaften.

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9. Dauer des Moduls Das Modul wird in einem Semester abgeschlossen.



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