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| Detailinformationen |
| Quellcurriculum |
Masterstudium Maschinenbau 2025W |
| Lernergebnisse |
Kompetenzen |
| Die Studierenden sind in der Lage, mechanische Probleme mit den Methoden der Maschinendynamik und der Methode der Finiten Elemente (FE) zu beschreiben. Die wesentlichen Bestandteile der Methoden sind den Studierenden bekannt und können selbständig, entsprechend der vorliegenden Problemstellung, definiert werden. Die Studierenden sind fähig zu entscheiden, ob die zu modellierende Problemstellung die Berücksichtigung von nichtlinearen Aspekten erfordert. Neben der Kompetenz, reduzierte, aber valide Modelle aufzubauen, ist auch Kompetenz in Bezug auf die Interpretation von produzierten Simulations- und Rechenergebnissen gegeben.
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| Fertigkeiten |
Kenntnisse |
Die der Maschinendynamik und (FE) Modellbildung zugrundeliegenden Fertigkeiten sind den Studierenden geläufig. Konkret können die Studierenden
- das Ritzsche Verfahren (mit linearen/quadratischen/kubischen Ritz Ansätzen) anwenden (k3).
- Bewegungsgleichungen für Torsions- und Biegeschwinger (mit periodischer/transienter/stoßartiger Erregung) anschreiben (k3).
- Resonanz und Tilgungspunkte von Ein- und Mehr-Freiheitsgrad-Systemen graphisch darstellen (k3).
- Die wesentlichen Schritte der (FE)-Modellbildung nachvollziehen und beschreiten (k4).
- die (Isoparametrischen) Formfunktionen Finiter Elemente herleiten (k2).
- Die Assemblierung der Gesamtsteifigkeitsmatrix und des konsistenten Lastvektors nachvollziehen.
- verschiedene Möglichkeiten der FE-Modellreduktion benennen (k2).
- Algorithmen zum Lösen statischer und dynamischer Problemstellungen benennen (k2).
- Nichtlineare (FE) Analysen klassifizieren und Quellen für nichtlineares Systemverhalten benennen und erkennen (k3).
- Lösungsstrategien für nichtlineare Probleme nachvollziehen (k2).
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Torsions- und Biegeschwinger, Bewegungsgleichung (mit periodischer/transienter/stoßartiger Erregung), kinetische Energie, potentielle Energie, Prinzip der virtuellen Verschiebungen (in der Statik und in der Dynamik), wesentliche und natürliche Randbedingungen, Ritzsches Verfahren, Formfunktionen und Ansatzfunktionen, (isoparametrische) Kontinuumselemente, Elementsteifigkeitsmatrix und Gesamtsteifigkeitsmatrix, konsistente Knotenlasten, Massenmatrix, Dämpfungsmatrix, (Standard und verallgemeinertes) Eigenproblem, Eigenmodes und Eigenfrequenzen, Resonanz(stellen) und Tilgungspunkte, Übertragungsfunktion, direkte Zeitintegration (explizit und implizit), Geometrische Nichtlinearitäten, Nichtlineares Materialverhalten, Nichtlineare Randbedingungen, Newton-Raphson Algorithmus, Linearisierung und inkrementelle, iterative Lösung der Bewegungsgleichung, Totale Lagrangesche Formulierung, (2. Piola Kirchhoffscher und Cauchyscher) Spannungstensor, (Green-Lagrangescher) Verzerrungstensor.
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| Beurteilungskriterien |
Projektarbeit und mündliche Prüfung
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| Lehrmethoden |
Frontalunterricht, Erklären der theoretischen Grundlagen anhand eines Skriptums. Erläuterung und Demonstration von Konzepten und Methoden mit Hilfe kommerzieller Programmpakete (z.B. Abaqus) am Computer
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| Abhaltungssprache |
Deutsch |
| Literatur |
Skriptum zur Lehrveranstaltung
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| Lehrinhalte wechselnd? |
Nein |
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