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«Master Maschinenbau Wintersemester 2009 / 2010 1 Kernmodule (30 LP - davon müssen mindestens 18 LP aus der gewählten Studienrichtung (1.1 - 1.7) ...»

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2. Inhalte Die Produktzuverlässigkeit ist die Qualität des Produktes über der Zeit. Die gesteigerte Komplexizität technischer Produkte wie moderner Flugzeuge, Kraftfahrzeuge oder auch Schienenfahrzeuge (ICE, Transrapid) führt im Allgemeinen nicht nur zu gesteigerten Leistungen, sondern leider auch zu häufigeren Funktionsausfällen. Mit entsprechenden Zuverlässigkeitsanalysen können dabei die Produktzuverlässigkeit und Funktionssicherheit prognostiziert und vorhandene Schwachstellen erkannt werden. Die Vorlesung soll Grundlagen der Zuverlässigkeitstheorie von Systemen und die Methoden zur Zuverlässigkeitsanalyse vermitteln. Dabei werden mathematische Methoden wie Statistik, Wahrscheinlichkeitstheorie und -berechnung sowie Verteilungsfunktionen angesprochen. Im Wesentlichen sollen die Methoden zur Fehlerabschätzung und die Erstellung von Fehlerbäumen erklärt und in den Übungen angewendet werden. Des weiteren werden Failure Mode and Effect Analysen, Risk Analysen und Ereignisbaumanalysen und quantitative Methoden zur statistischen Beschreibung des allgemeinen Ausfallverhaltens wie Weibull oder die Monte-Carlo Simulation vorgestellt.

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Der in der Vorlesung vorgestellte Stoff wird in der Übugn 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

b) wünschenswert: Modul Statistik, Modul Festigkeit und Lebensdauer Modulkatalog Master Maschinenbau 18

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

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 2 SWS VL (Präsenz) 15*) x 2 h. 30 h 2 SWS Ü (Präsenz) 15 x 2 h. 30 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

erfolgt 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 Zentrale Onlineanmeldung ab Semesterbeginn (1.10. bzw. 01.04.) unter www.kl.tu-berlin.de bzw.

www.kup.tu-berlin.de

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Sekr. H66, Raum H2026 Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: www.kup.tu-berlin.de

Literatur:

Meyna, Pauli: Taschenbuch der Zuverlässigkeits- und Sicherheitstechnik, Hanser Verlag 2003 Bertsche, Lechner: Zuverlässigkeit in Maschinenbau und Fahrzeugtechnik, Berlin, VDI Springer 2004 Müller, Tietjen: FMEA-Praxis, Hanser 2000 Strnad, Voratz: Sicherheitsgerechtes Konstruieren, Verlag TÜV Rheinland 1984 O'Connor: Practical Reliability Engineering, New York, Wiley & Sons 2002

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 Maschinenbau 20

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 Zentrale Onlineanmeldung ab Semesterbeginn (1.10. bzw. 01.04.) unter www.kl.tu-berlin.de bzw.

www.kup.tu-berlin.de

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

Modulkatalog Master Maschinenbau 21

Titel des Moduls: Leistungspunkte nach ECTS:

Elemente der Mechatronik 6

Verantwortliche/-r des Moduls: Sekreteriat: E-Mail:

EW 3 lehr@fmt.tu-berlin.de Prof. Dr. rer. nat. Heinz Lehr Modulbeschreibung

1. Qualifikation ERWERB VON KENNTNISSEN:BR- Maschinenbau, Elektrotechnik, MechatronikBR- Modelle mechanischer und elektrischer KomponentenBR- mechanische, elektrische und fluidische AktorenBR- Dynamik mechanischer und elektrischer SystemeBR- elektronische Aufnahme und Verarbeitung von SignalenBR- Wirkprinzipien von LinearaktorenBR- Aufbau und Auslegung elektromechanischer LinearaktorenBR- Funktionsprinzip von Klein- und KleinstmotorenBRdynamisches VerhaltenBR- Übertragungsverhalten von SystemenBR- Frequenzverhalten von SystemenBR- ZustandsraumdarstellungBR- Einführung in die praktische RegelungstechnikBRRegelung eines KleinmotorsBRBRFERTIGKEITEN:BR- sicherer Umgang mit BeschleunigungssensorenBR- eigenständiger Aufbau von Mess- und Prüfständen, Auswertung der ErgebnisseBR- Auswahl problemangepasster Wandlerprinzipien für LinearaktorenBR- Beurteilung statischer und dynamischer MotorkennlinienBR- praxisrelevanter Einsatz von Stellgliedern und ReglernBRBRKOMPETENZEN:BR- Modellierung mechanischer, elektrischer und fluidischer SystemeBR- Berechnung magnetischer KreiseBR- Dimensionierung von elektromechanischen Linearaktoren und KleinmotorenBR- praktische ReglerauslegungBR- Dimensionierung fluidischer Antriebe Fachkompetenz: 40% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 20% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte VORLESUNGEN:BR- Mechatronik als Bindeglied zwischen Mechanik und ElektrotechnikBRklassische MechanikBR- Elektrotechnik und -magnetikBR- mechanische, elektrische, magnetische und fluidische Elemente in der AktorikBR- Dynamik mechanischer, elektrischer und fluidischer SystemeBR- elektromechanische LinearaktorenBR- elektrische KleinmotorenBR- fluidische AktorenBR- Frequenzgang und OrtskurveBR- Übertragungsverhalten, FrequenzkennlinienBRZustandsraumdarstellungBR- Beschreibung von Reglern und RegelstreckenBRRegelungstechnikBRBRÜBUNGEN:BR- Beschleunigungssensoren, Funktion, Typen, AuswahlkriterienBR- Aufnahme der Kennlinie und Bestimmung der Grenzfrequenz eines SensorsBR- Linearaktoren, Aufbau, Funktion, Aufnahme der statischen und dynamischen KennlinienBR- Klein- und Kleinstmotoren, Aufnahme der Drehmomentenkennlinie eines GleichstrommotorsBR- Drehmomentmessung bei verschiedenen LastfällenBR- Kleinmotoren, Aufbau der Regelstrecke zur Regelung der WinkelgeschwindigkeitBR- Einstellung der Regelstrecke bei Kleinmotoren, Dynamik bei verschiedenen Regelparametern BR- Inbetriebnahme eines fluidischen Antriebs, Bestimmung der statischen und dynamischen KenngrößenBR- Vergleich fluidischer mit elektromagnetischen Antrieben

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen VORLESUNGEN:BR- Vermittlung der Lehrinhalte (siehe Punkt 2), illustriert anhand vieler aktueller Beispiele aus der PraxisBRBRÜBUNGEN:BR- Einführung in die TheorieBR- experimentelle Übungen zur Vertiefung des Lehrstoffs und zum Erwerb praktischer FähigkeitenBR- Aufnahme eigener Messdaten, Auswertung der Messungen, Hausaufgaben

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wünschenswert:

- Feinwerktechnik und elektromechanische Systeme (Bachelor)

- Geräteelektronik (Bachelor)

- Engineering Tools / Bachelor

6. Verwendbarkeit Geeignet für Master-Studiengänge mit folgenden Schwerpunkten:BR- MaschinenbauBRPhysikalische IngenierswissenschaftenBR- Biomedizinische TechnikBR- VerkehrswesenBRInformationstechnik im MaschinenwesenBR- ProduktionstechnikBRBRDas erworbene Know-How ist in allen ingenieurtechnischen Disziplinen einsetzbar, insbesondere in der Feinwerktechnik, Mechatronik, Medizintechnik,Mess- und Automatisierungstechnik, Automobiltechnik



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