Modulbeschreibung

Maschinenbau IV

ECTS-Punkte:
10
Lernziele:

Die Studierenden

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

 

  • kennen die grundlegenden mathematischen Ansätze der Mehrkörperdynamik.
  • kennen einige grundlegenden Funktionen eines MKS-Programms.
  • können einfache dynamische Probleme für die MKS-Simulation aufbereiten und mit einer kommerziellen Software lösen.
  • können MKS-Ergebnisse analysieren und durch Näherungsmethoden analytisch überprüfen.
     

 

  • können eine Kaskadenregelung mit Vorsteuerung entwerfen und deren Vorteile begründen
  • kennen das Verfahren der Pol-/Nullstellen Kompensation
  • können eine zeitoptimale Bahnplanung für eine einzelne Achse vornehmen
  • kennen die Limitierungen des realen Systems «Servoantrieb» (Stellgrössenbegrenzung, Anti-Windup, Sensor-Auflösung, etc.) und können deren Einfluss auf die Regelung diskutieren.
  • können für das mechatronische Beispielsystem «Servoantrieb» eine geeignete Steuerung/Regelung entwerfen und können das Vorgehen und die Ergebnisse kommunizieren.

 

  • können in Funktionen denken
  • können Funktionsstrukturen erstellen und variieren
  • kennen den Unterschied zwischen intuitiven und diskursiven Methoden und deren Nutzen
  • können Lösungen mit intuitiven und diskursiven Methoden erarbeiten
  • können aus Lösungen Konzepte erstellen
  • können Konzepte bewerten
  • können verschiedene FMEA Methoden unterscheiden und einsetzen
  • können Produkte in Baureihen und Baukästen strukturieren

 

  • 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:
  • Funktionen und Funktionsstrukturen
  • Intuitive und diskursive Methoden zur Ideenfindung
  • Bewerten und Entschieden
  • FMEA
  • Baureihen und Baukästen
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
  • Grundlagen der Geometrischen Produktspezifikation und Verifikation (GPSV)
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Mechatronik II:

  • 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:

Mehrkörperdynamik

  • Kinematik des starren Körpers
  • Aufstellen von Bewegungsgleichungen
  • Numerische Lösung von Bewegungsgleichung
  • Zeitintegrationsverfahren
  • Lineare Gleichungssysteme
  • Nichtlineare Gleichungssysteme 
  • Programm Simpack
  • Anwendung auf ein Engineering Projekt im Rahmen der Vorlesung
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.