Modulbeschreibung
Maschinenbau III
Kurzzeichen:
Unterrichtssprache:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Leitidee:
Die Studierenden
- haben sich tiefer in die Spritzgusstechnik eingearbeitet und kennen insbesondere die typischen Merkmale von Spritzgiesswerkzeugen und deren Auslegungkriterien für die Herstellung thermoplastischer Bauteile
- kennen diverse Spritzgussfehler an Bauteilen und deren Ursachen
- kennen diverse Spritzguss-Sonderverfahren (z.B. 2-Komponenten-Spritzguss)
- kennen Faserverbundwerkstoffe und hierfür typische Auslegungskriterien
- kennen Elastomere und typische dazugehörende Evaluationsverfahren
- kennen polymere Schaummaterialien und typisch dazugehörende Auslegungskriterien
- können die Grundstruktur des allgemeinen mechatronischen Systems durch ein Blockschaltbild darstellen und am Beispiel eines Servoantriebs konkretisieren
- können die Dynamik mechanischer und elektrischer Teilsysteme, sowie deren Verkopplung durch einen Elektromotor modellieren
- können die Simulationswerkzeuge Matlab/Simulink zur Analyse eines elektro-mechanischen Systems einsetzen
- können den Übersetzungsfaktor eines Getriebes berechnen, sodass optimale Lastdynamik resultiert
- können ein reales mechatronisches Teilsystem "Servomotor - mechanische Last - Sensorik" modellieren und analysieren und können das Vorgehen und die Ergebnisse kommunizieren
- kennen den Marktleistungsprozess
- können Produkte und Technologien analysieren
- können Technologietrends erkennen
- können Innovationschancen für Produkt-Strategien identifizieren
- kennen Inhalte von einem Entwicklungsauftrag
- können Anforderungen definieren
- können Patente lesen und verstehen
- kennen das Vorgehen zur Patentanmeldung
- können sich hinsichtlich Geheimhaltung korrekt verhalten
-
kennen die grundlegenden mathematischen Ansätze der Finite-Elemente-Methode (FEM).
-
kennen einige grundlegenden Funktionen eines FEM-Programms wie z.B. statisch-mechanische Analyse.
-
können einfache strukturmechanische Probleme für die FE-Methode aufbereiten und mit deren Hilfe lösen.
-
können FEM-Ergebnisse analysieren und durch Näherungsmethoden analytisch überprüfen.
-
kennen die Möglichkeiten bei der Simulation von Mehrkörpersystemen (MKS).
- kennen Massenbilanz sowie ersten und zweiten Hauptsatz der Thermodynamik und können thermodynamische Bilanzen aufstellen
- können abgeschlossene, geschlossene und offene Systeme unterscheiden und einfache Berechnungen vornehmen
- kennen die Zustandsgleichungen
- können Berechnungen für feuchte Luft durchführen
- kennen die Zustandsdiagramme und können darin Prozesse darstellen
- kennen die grundlegenden Zustandsänderungen: isochor, isotherm, isobar, isentrop, polytrop und können diesbezüglich Berechnungen durchführen
- kennen die grundlegenden Wärmeübertragungsmechanismen: Strahlung, Konvektion und Wärmeleitung
- können Fragestellungen bezüglich Wärmeübertragung in eindimensionalen stationären Fällen berechnen
Modulverantwortung:
Lehrpersonen:
Standort (angeboten):
Vorausgesetzte Module:
Zusätzliche Eingangskompetenzen:
Modultyp:
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Modulschlussprüfung:
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in fünf Teilen statt. Die Kurse Fertigungstechnik I, Mechatronik I, Produktentwicklung I, Simulation Mechanischer Systeme und Thermodynamik bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Während der Unterrichtsphase:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Thermodynamik eine Prüfung geschrieben. In den Kursen Mechatronik I und Produktentwicklung I wird je ein Projekt bewertet.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Thermodynamik eine Prüfung geschrieben (Gewicht 10%). In den Kursen Mechatronik I und Produktentwicklung I wird je ein Projekt bewertet (Gewicht je 10%).
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in fünf Teilen statt. Die Kurse Fertigungstechnik I (Gewicht 10%), Produktentwicklung I (Gewicht 10%), Simulation Mechanischer Systeme (Gewicht 30%), Mechatronik I (Gewicht 10%) und Thermodynamik (Gewicht 10%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Die Studierenden
- können die Grundstruktur des allgemeinen mechatronischen Systems durch ein Blockschaltbild darstellen und am Beispiel eines Servoantriebs konkretisieren.
- können die Dynamik mechanischer und elektrischer Teilsysteme, sowie deren Verkopplung durch einen Elektromotor modellieren.
- können die Simulationswerkzeuge Matlab/Simulink zur Analyse eines elektro-mechanischen Systems einsetzen.
- können den Übersetzungsfaktor eines Getriebes berechnen, sodass optimale Lastdynamik resultiert.
- können ein reales mechatronisches Teilsystem "Servomotor - mechanische Last - Sensorik" modellieren und analysieren und können das Vorgehen und die Ergebnisse kommunizieren.
Modul- und Lerninhalt:
- Grundstruktur des allgemeinen mechatronischen Systems; Beispiel «Servoantrieb».
- Zusammenhänge zwischen den Modellarten: Netzwerkmodell, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, Blockschaltbild und Zustandsraumdarstellung.
- optimaler Übersetzungsfaktor eines Getriebes.
- Projektarbeit 1: Modellierung und Analyse des realen mechatronischen Teilsystems «Servomotor – mechanische Last – Sensorik».
Lehr- und Lernmethoden:
Lehrmittel/-materialien:
Wilhelm Haager, Regelungstechnik, HPT-Verlag, 2017
(ist in unserer Bibliothek verfügbar)