Modulbeschreibung

Maschinenbau IV

ECTS-Punkte:
10
Lernziele:

Die Studierenden

  • Die Studierenden können die Einsatzmöglichkeiten ausgewählter Fertigungsverfahren hinsichtlich konstruktiver und wirtschaftlicher Gesichtspunkte bewerten

 

  • können die Bewegungsgleichungen von linearen und nichtlinearen Ein- und Mehrkörpersystemen mit dem Verfahren nach Newton-Euler aufstellen.
  • können einfache nichtlineare Bewegungsgleichungen linearisieren.
  • können die Methode zur numerischen Lösung von nichtlinearen mechanischen Bewegungsgleichungen anwenden.
  • können die Kreiselwirkung bei einfachen mechanischen Systemen berechnen.
  • können die Bewegungsgleichungen von einfachen rotierenden Wellen (Rotoren) einschliesslich der Kreiselwirkung aufstellen.
  • können das Schwingungsverhalten (Eigenfrequenzen und -formen) von Rotoren sowie linearen Mehrkörpersystemen durch Berechnung und Test analysieren und die Ergebnisse kommunizieren
  • können einen starren Rotor auswuchten  

 

  • können für das mechatronische Beispielsystem «Servoantrieb» eine geeignete Steuerung/Regelung entwerfen
  • können die Vorteile einer Kaskadenregelung mit Vorsteuerung begründen
  • können die elektromechanische Energieumwandlung in Drehfeldmaschinen diskutieren
  • können typische Steuerungs- und Regelungsstrukturen für Antriebe mit Drehfeldmotoren erklären
  • können die Energieeffizienz von Antriebssystemen beurteilen
  • können für das reale Teilsystem «Servomotor – mechanische Last – Sensorik» eine Steuerung/Regelung entwerfen
  • können ihr Vorgehen beim Systementwurf in einem Fachbericht darstellen sowie in einem Fachgespräch vertreten

 

  • kennen den Unterschied zwischen intuitiven und diskursiven Methoden und deren Nutzen
  • können Lösungen mit intuitiven Methoden konzipieren.
  • können die Nutzwertanalyse durchführen und auswerten
  • können verschiedene FMEA Methoden (System-,Konstruktions- und Produktions-FMEA) unterscheiden und erfolgreich einsetzen.
  • können die Zielkosten eines Produktes oder einer Fertigungsanlage ermitteln
  • können Produkte in Baureihen und Baukästen strukturieren
  • kennen die Voraussetzungen für die Innovationsbereitschaft eines Unternehmens
  • können wesentliche Beiträge für faire Entscheidungen identifizieren

 

  • kennen und verstehen die wesentlichen Begriffe und Phänomene der Strömungsmechanik für inkompressible Strömungen
  • kennen und verstehen die grundlegenden Erhaltungsgleichungen der Strömungsmechanik und können diese auf reale Fragestellungen anwenden
  • können mit Hilfe der Erhaltungsgleichungen Druckverluste, Kräfte und Momente in Strömungen bestimmen
  • können hydraulische Kreisläufe mit Rohrleitungen, Einbauten und Pumpen für reibungsfreie und reibungsbehaftete Strömungen auslegen
  • verstehen die Funktionsweise von Strömungsmaschinen und können Propeller und Windkraftanlagen auslegen
  • kennen die wichtigsten Ähnlichkeitsgesetzte, können ihre Bedeutung interpretieren und zur Skalierung von Strömungsgeometrien nutzen

Kurse in diesem Modul

Produktentwicklung II:
  • intuitive Methoden zur Ideenfindung
  • Voraussetzungen für Kreativität
  • FMEA
  • Nutzwertanalyse
  • Verkaufspreis einschätzen
  • Zielkosten
  • Baureihen und Baukästen
  • Entscheidungen
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Fertigungstechnik II:
  • Grundlagen ausgewählter Fertigungsverfahren in den Hauptgruppen Urformen, Umformen, Trennen, Fügen, Rapid Prototyping, Beschichten
  • Grundlagen industrieller Handhabung in der Fertigung und Montage
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Mechatronik II:
  • Aufbau, Funktionsweise und Modellierung von leistungselektronischen Stellgliedern.
  • Entwurf einer Kaskadenregelung mit Vorsteuerung für das mechatronische Beispielsystem «Servoantrieb».
  • Planung einer zeitoptimalen Sollbewegung von einer Start- zu einer Zielposition
  • Projektarbeit 2: Entwurf einer Steuerung/Regelung für das reale mechatronische Teilsystem «Servomotor – mechanische Last – Sensorik».
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Maschinendynamik:
  • Newton-Euler Verfahren
  • Diskrete Schwinger mit mehreren Freiheitsgraden
  • Eigenwerte, Eigenvektoren, Eigenfrequenzen, Eigenformen
  • Übertragungsverhalten
  • Resonanzen
  • Kreiselwirkung
  • Rotordynamik

 

Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Strömungslehre:

Inkompressible Strömungsmechanik:

  • Hydrostatisches Grundgesetz
  • Massenerhaltung, Impulserhaltung, Energieerhaltung
  • Stromfadentheorie: Bernoulli-Gleichung, Eulersche Turbinengleichung
  • Ähnlichkeit und dimensionslose Kennzahlen
  • Reibungsfreie, reibungsbehaftete Rohr- und Kanalströmung; Berücksichtigung der Rohrrauigkeit
  • Pumpenkennlinien, Verschaltung von Pumpen, Auslegung der Pumpen in Kreisläufen
  • Widerstand und Auftrieb umströmter Körper
  • Strömungen um Tragflächen und Windkraftanlagen
Klassenunterricht mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.