Modulbeschreibung
Maschinenbau I
Kürzel:
M_MaB_I
Durchführungszeitraum:
HS/13
ECTS-Punkte:
12
Arbeitsaufwand:
360
Lernziele:
Die Studierenden
- können die wichtigsten Maschinenelemente anforderungsgerecht auswählen und dimensionieren.
- kennen die Möglichkeiten der konstruktionsbegleitenden Berechnung.
- kennen die Grundlagen der Werkstofftechnik, insbesondere für Metalle.
- können aus dem atomaren Aufbau von Werkstoffen und deren Mikrostruktur die daraus resultierenden Eigenschaften bestimmen sowie dafür geeignete Wärmebehandlungsprozesse auswählen.
- können daraus geeignete Werkstoffe und Prozesse für den Einsatz in Maschinenbauteilen auswählen.
- kennen die Grundlagen der Festigkeitslehre.
- können einen statischen und dynamischen Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile auf Basis von Zug/Druck, Biegung, Torsion, Schub und Knickung durchführen.
Verantwortliche Person:
Prof. Dr. Althaus Josef
Telefon/EMail:
++41 (0)81 7553480
/ u_2001060Standort (angeboten):
Buchs, Waldau St.Gallen
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Zusätzlich vorausgesetzte Kenntnisse:
Vorausgesetzt sind die beiden Module Mechanik & Werkstoffe / Chemie I sowie Mechanik & Werkstoffe / Chemie II.
Anschlussmodule:
Modultyp:
Standard-Modul für Systemtechnik BB STD_05(Empfohlenes Semester: 5)
Fach-Pflichtmodul für Innovationsmanagement und Produktentwicklung mit Mechanik und Produktion STD_05 (PFK)
Fach-Pflichtmodul für Maschinenbau STD_05 (PF)
Fach-Pflichtmodul für Mechanik und Produktion STD_05 (PF)
Standard-Modul für Systemtechnik VZ STD_05(Empfohlenes Semester: 3)
Fach-Pflichtmodul für Innovationsmanagement und Produktentwicklung mit Mechanik und Produktion STD_05 (PFK)
Fach-Pflichtmodul für Maschinenbau STD_05 (PF)
Fach-Pflichtmodul für Mechanik und Produktion STD_05 (PF)
ECTS-Punkte pro Kategorie
Profilmodule / 12 Punkte
Profilmodule / 12 Punkte
Modulbewertung
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Prüfung nach spezieller Definition
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Konstruktion und Maschinenelemente I und Technische Mechanik I bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung. Die beiden Kurse Werkstofftechnik I und Angewandte Werkstofftechnik bilden zusammen eine Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Während des Semesters:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Konstruktion und Maschinenelemente I, Technische Mechanik I sowie Werkstofftechnik I eine Prüfung geschrieben.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Konstruktion und Maschinenelemente I (Gewicht 20%), Technische Mechanik I (Gewicht 15%) sowie Werkstofftechnik I (Gewicht 10%) eine Prüfung geschrieben.
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Konstruktion und Maschinenelemente I (Gewicht 25%) und Technische Mechanik I (Gewicht 15%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung. Die beiden Kurse Werkstofftechnik I und Angewandte Werkstofftechnik bilden zusammen eine Teil (Gewicht 15%) der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Kurse in diesem Modul
Konstruktion und Maschinenelemente I
Kürzel:
MaB_I_K
Arbeitsaufwand:
160
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können Wälzlager anforderungsgerecht auswählen und berechnen.
- können Wellen und Achsen berechnen und auf ihre statische Sicherheit überprüfen.
- können Welle-Nabe-Verbindungen anforderungsgerecht auswählen und berechnen.
- können den Einfluss der Hertz‘schen Pressung bei ausgewählten Bauteilen berechnen.
- können aussenverzahnte Stirnräder auslegen.
- verstehen gängige Dichtungstechniken.
- kennen die Berechnung von Riementrieben.
- können Kupplungen anforderungsgerecht auswählen und kennen deren Berechnung.
- können Federn dimensionieren.
- können Schraubenverbindungen berechnen.
Plan und Lerninhalt:
Auswahl und Berechnung ausgewählter Maschinenelemente wie z.B.
Lager, Wellen, Welle-Nabe-Verbindungen, Zahnräder, Riementriebe, Kupplungen, Federn und Schraubenverbindungen
Ansprechspersonen:
Egli Roland
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Werkstofftechnik I, Technische Mechanik I sowie Angewandte Werkstofftechnik statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Selbststudium
Bibliographie:
Eigene Skripte, Lernmaterialien und Übungsunterlagen
Roloff/Matek Maschinenelemente, Vieweg
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 6 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Werkstofftechnik I
Kürzel:
MaB_I_W
Arbeitsaufwand:
50
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können das elastische und plastische Verhalten von Werkstoffen aus deren atomarem Aufbau und deren Mikrostruktur heraus erklären und auf dieser Basis einfache Berechnungen und Abschätzungen der Festigkeit, Härte etc. durchführen.
- können binäre Zustandsdiagramme und ZTU-Diagramme lesen und daraus Schlüsse hinsichtlich Werkstoffeigenschaften und Prozesserfordernissen (thermische Beständigkeit, Phasenbestand, bestimmte mechanische und chemische Eigenschaften) ziehen.
- können technische Verfahren für Metalle vorschlagen, die geeignet sind die mechanischen und thermischen Eigenschaften gezielt zu verändern (Härten, Vergüten).
- können wichtige technische Werkstoffanalyse- und Werkstoffprüfverfahren (Metallographie, Härte- und Zugprüfung, thermische Analyse, zerstörungsfreie Prüfverfahren) in ihrer Bedeutung einschätzen.
- kennen einige grundlegende Prozesse zum Modifizieren von metallischen Werkstoffen.
Plan und Lerninhalt:
- Mechanische Eigenschaften und ihre strukturellen Hintergründe (Gitterfehler, Härtungsmechanismen, Bruchvorgänge)
- Legierungsbildung und Zustandsdiagramme (Phasenregel, Hebelgesetz, Grundtypen binärer Phasendiagramme, Anwendungen)
- Thermisch aktivierte Vorgänge (Diffusion, Rekristallisation, Sintern)
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Herres Nikolaus
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Konstruktion und Maschinenelemente, Technische Mechanik I sowie Angewandte Werkstofftechnik statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Selbststudium
Bibliographie:
Eigene Skripte, Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 25
- Harte Grenze: nein
Technische Mechanik I
Kürzel:
MaB_I_M
Arbeitsaufwand:
120
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- können den ein- und zweiachsigen Spannungszustand an Bauteilen aufgrund von Zug/Druck, Biegung, Torsion und Schub berechnen.
- kennen den dreiachsigen Spannungszustand.
- können Überlagerungen dieser Belastungsarten berechnen.
- können Vergleichsspannungshypothesen auswählen und anwenden.
- können den Nachweis gegen elastisches und plastisches Knicken führen.
- können den Einfluss von Temperatur- und Fliehkraftlasten bei ausgewählten Bauteilen berechnen.
- kennen das Wöhlerdiagramm.
- kennen die Grundlagen des Festigkeitsnachweises gemäss der FKM-Richtlinie.
- können die verschiedenen Belastungsarten unterscheiden und zugehörige Problemstellungen analysieren.
- können die Methode zur Durchführung eines statischen und dynamischen Festigkeitsnachweises unter Berücksichtigung von Kerbwirkung, Lebensdauer, Sicherheit für einfache Fälle anwenden.
Plan und Lerninhalt:
- Zug/Druck, Biegung, Torsion, Schub für Hohl- und Vollprofile
- Flächenmomente, Satz von Steiner
- Euler- und plastische Knickung
- Temperatur-Lasten
- ebener Spannungszustand ESZ, MOHRscher Spannungskreis
- zusammengesetzte Beanspruchung
- Festigkeitsnachweis gemäss FKM-Richtlinie
- Energiemethoden
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Althaus Josef
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung geschrieben. Zusätzlich findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Konstruktion und Maschinenelemente I, Werkstofftechnik I sowie Angewandte Werkstofftechnik statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Lehrgespräch, Übungen, begleitetes Selbststudium, Selbststudium
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Lernmaterialien und Übungsunterlagen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein
Angewandte Werkstofftechnik
Kürzel:
MaB_I_A
Arbeitsaufwand:
30
Semester:
1
Lernziele:
Die Studierenden
- kennen wichtige Werkstoffklassen des allgemeinen Maschinenbaus.
- kennen einige Verfahren der Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe.
- kennen Korrosionsarten und typische Schadensbilder bei metallischen Werkstoffen.
- können ausgesuchte Schadensfälle analysieren und Verbesserungsvorschläge erarbeiten.
Plan und Lerninhalt:
- Überblick über Werkstoffe für Standardanwendungen: Baustähle, Einsatzstähle, Vergütungsstähle, Werkzeugstähle, Aluminiumlegierungen
- Überblick über Verfahren zur Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe
- Erscheinungsformen, Ursachen und Verhütung der Korrosion metallischer Werkstoffe
- typische Schadensbilder bei mechanischen, thermischen und tribologischen Beanspruchungen
Ansprechspersonen:
Prof. Dr. Herres Nikolaus
Fachbereiche:
Mechanik und Produktion
Unterrichtssprache:
Deutsch
Leistungsnachweis:
Es findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit den Kursen Konstruktion und Maschinenelemente, Technische Mechanik I sowie Werkstofftechnik I statt.
Lehr- und Lernmethoden:
Selbststudium, Exkursion, Labordemonstation
Bibliographie:
Skripte, Fachliteratur, Filmsequenzen
Kursart:
Durchführung gemäss Stundenplan
Selbststudium mit 0 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 30
- Harte Grenze: nein