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Losverfahren Master Produktentwicklung und Simulation

Schnelle Fakten

  • Fachbereich

    Maschinenbau

  • Stand/Version

    2014

  • Regelstudienzeit (Semester)

    3

  • ECTS

    90

Studienverlaufsplan

  • Wahlpflichtmodule 1. Semester

  • Wahlpflichtmodule 3. Semester

Modulübersicht

1. Studiensemester

Advanced Computer Aided Design (Vertiefungsmodul)
  • PF
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5550

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage komplexe Fertigungsprozesse selbständig zu planen, auszulegen und in modernen CAD/CAM-Systemen umzusetzen. Im Rahmen der Laborpraktika haben sich die Teilnehmer die Kompetenz zur Werkzeug- und Schnittwertauslegung für komplexe Bauteile und schwer zerspanbare Werkstoffe erarbeitet. Unter Anwendung moderner 3D-CAD/CAM-Software können Mehrseitenbearbeitungen, 3-achsige Fräsbearbeitungen sowie 5-Achs-Simultanbearbeitungen von Freiformflächen programmiert werden. Die Verifizierung erfolgt auf der Basis unterschiedlicher Simulationsarten sowie durch die Fertigung eines Musterbauteils auf modernen 5-Achs-Bearbeitungszentren.

Inhalte

CAD-Grundlagen
  • CAD-Systeme, Geometriemodellaufbau, Schnittstellen
Flächenrückführung
  • Digitalisierverfahren, Datenreduktion, Flächenrekonstruktion
Werkzeuge und Betriebsmittel
  • Werkzeugdefinition, Festlegung der Fertigungsstrategie, Schnittwertermittlung, Vorrichtungen
Weiterführende CAM-Strategien
  • Mehrseitenbearbeitung, 3-Achs-Fräsbearbeitung von Freiformflächen, 5-Achs-Simultanbearbeitung
Simulationstechniken
  • Abtrags-/Eingriffssimulation, Maschinenkinematik, Prozesssimulation

Das Laborpraktikum umfasst die schrittweise Erarbeitung des vollständigen spanenden Herstellprozesses komplexer Produkte inkl. Halbzeug-, Werkzeug-, Fertigungs- und Betriebsmittelplanung. Basierend auf einem 3D-Modell des Bauteils generieren die Studierenden mit unterschiedlichen Programmierstrategien ein lauffähiges NC-Programm. Die Verifizierung des Bearbeitungsprogrammes erfolgt mittels Maschinensimulation sowie über die Herstellung des Bauteils auf vorhandenen Laboreinrichtungen.

Lehrformen

Seminaristische Vorlesung mit begleitenden Übungen, Projektpraktika auf der Basis realer Produkte, ggf. Ergänzung durch Exkursion und Gastvortrag aus der Industrie
 

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             Fertigungstechnik

Prüfungsformen

Projektbezogene Arbeit in kleinen Projektteams und Modulprüfung als schriftliche Klausurarbeit
Dauer 120 Minuten
Erlaubte Hilfsmittel: alle Hilfsmittel außer digitale Endgeräte

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Projektbezogene Arbeit und die schriftliche Klausurarbeit müssen mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.
 

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Vorlesung: Skript im Downloadbereich des Lehrenden.
  • Laborpraktikum: Arbeits- und Verfahrensanweisungen sowie Infoschriften im Downloadbereich des Lehrenden.
  • Hehenberger, P.: Computerunterstützte Fertigung. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg. 2011
  • Kief, H. B.; Roschiwal, H. A.; Schwarz, C.: CNC-Handbuch. Carl Hanser Verlag, München. 2017
  • N.N.: Konstruieren und Fertigen mit SolidWorks und SolidCAM. VDW-Nachwuchsstiftung, Stuttgart. 2012

Dynamische Systeme
  • PF
  • 3 SWS
  • 3 ECTS

  • Nummer

    5530

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    3 SV / 45 h

  • Selbststudium

    45 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Die Studierenden kennen die grundlegenden Methoden zur Beschreibung von Signalen und Systemen im Original- und Zeitbereich. Sie erlangen die Fähigkeit, die behandelten Methoden zu einer grundlegenden Systemanalyse einzusetzen. Mit Unterstützung gängiger Softwaretools zur Modellbildung und Simulation erwerben Studierende die Kompetenz, Systeme zu entwerfen und Simulationsergebnisse zu beurteilen. Die Studierenden können ihr neu erlerntes Wissen und die behandelten Methoden bei der Bearbeitung von konkreten Fragestellungen der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik anwenden.
 

Inhalte

  • Signale und Systeme
  • Signalsynthese und Testfunktionen
  • Lineare, zeitinvariante Systeme
  • Modellbildung und Simulation im Originalbereich
  • Laplace-Transformation
  • Übertragungsfunktionen
  • Impuls-, Sprung-, Anstiegs und Schwingungsantwort
  • Modellbildung und Simulation im Bildbereich
  • Analyse und Entwurf von Steuerungs- und Regelungssystemen

Lehrformen


Seminaristische Vorlesung mit integrierten Übungen.

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen


Die Modulprüfung besteht aus einer Klausur. Die Dauer beträgt 120 min.

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.
 

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


Master Fahrzeugentwicklung

Stellenwert der Note für die Endnote


6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Föllinger, O.: Regelungstechnik, Berlin: VDE Verlag, 2016
  • Föllinger, O.: Laplace-, Fourier- und z-Transformation, Berlin: VDE Verlag, 2011
  • Frey, T., Bossert, M.: Signal- und Systemtheorie, Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2008
  • Lunze, J.: Regelungstechnik I, Berlin: Springer Vieweg, 2016
  • Lunze, J.: Automatisierungstechnik, DeGruyter Oldenbourg-Verlag, 2016
  • Weber, H., Ulrich, H.: Laplace-, Fourier- und z-Transformation, Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2012

 

Höhere Mathematik
  • PF
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5510

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Aufbauend auf den mathematischen Grundkenntnissen aus dem vorangegangenen Bachelorstudium "Maschinenbau" oder "Fahrzeugtechnik" verfügen die Studierenden über weiterführende mathematische Hilfsmittel mit engem Bezug zur Physik. Anhand physikalischer Fragestellungen können die Studierenden selbstständig Differentialgleichungen aufstellen.

Inhalte

  • Höhere lineare Algebra
  • Vektoranalysis: Skalar- und Vektorfelder, Gradient eines Skalarfeldes, Divergenz und Rotation eines Vektorfeldes, kurven- und Flächenintegrale, Integralsätze von Gauß und Stokes und deren physikalische Bedeutung
  • Laplace- und Fourier-Transformationen
  • Extrema mit Nebenbedingnugen
  • Differentialgleichungen (DGL): gewöhnliche DGL höherer Ordnung, Systeme linearer DGL
  • Grundlagen partielle DGL: Anfangswertprobleme, Randwertprobleme

Lehrformen

Seminaristische Vorlesung und Übungen. Die Vorlesungen vermitteln die theoretischen Inhalte. Anhand typischer Aufgabenstellungen werden Anwendungsbeispiele und praktische Problemstellungen in Übungen zeitnah behandelt.

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:            Grundlagenkenntnisse aus vorangegangenem Bachelor-Studium

Prüfungsformen

Schriftliche Klausurarbeit als Modulprüfung, die Dauer beträgt 120 min. 
Die Klausur besteht aus mehreren Aufgaben entsprechend den Themen, die in der Vorlesung und in den Übungen behandelt wurden.
Erlaubte Hilfsmittel: Skript, Formelsammlung und ein nichtprogrammierbarer Taschenrechner

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Herrmann, N.: Mathematik für Ingenieure, Physiker und Mathematiker, Oldenbourg, 2007
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Bd.3, Vieweg, 2011

Mechanik
  • PF
  • 7 SWS
  • 7 ECTS

  • Nummer

    5540

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    7 SV / 105 h

  • Selbststudium

    105 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Höhere Technische Mechanik 
Die Studierenden kennen die der höheren technischen Mechanik zugrunde liegenden mathematischen und physikalischen Zusammenhänge und sind in der Lage, komplexere Systeme eigenständig zu modellieren. Sie können aufwändige mechanische Modelle der Statik und Dynamik mit den entsprechenden Methoden berechnen. 

Maschinendynamik 
Die Studierenden beherrschen die analytischen, nummerischen und experimentellen Methoden zur Bestimmung und Auslegung des dynamischen Verhaltens von Maschinen und Fahrzeugen. Die Studierenden sind in der Lage, dreidimensionale Beanspruchungszustände von Bauteilen mit einfachen Mitteln zu beurteilen. 

 

Inhalte


Höhere Technische Mechanik 
  • Spannungen und Verformungen von Scheiben-, Platten- und Schalentragwerken mit  
           Randstöreffekten

Maschinendynamik: 
  • Modellbildungen gedämpfter, elastischer Mehrkörpersysteme und Kontinua 
  • analytische und nummerische Bestimmung von Eigenfrequenzen, Eigenformen und  Antwortverhalten auf Erregungsmechanismen, 
  • aktive und passive Schwingungstilgungsverfahren, 
  • Schwingungsmesstechnik an Maschinen und Fahrzeugen

Lehrformen

Seminaristische Veranstaltungen 

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen

Klausurarbeiten als Teilprüfungen (MTP) in allen Lehrveranstaltungen des Moduls. 

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

keine 

Stellenwert der Note für die Endnote

7/60 x 75 %

Literatur

  • Höhere technische Mechanik: Vorlesungsumdruck
  • Maschinendynamik: Vorlesungsumdruck 

Thermo- und Fluiddynamik
  • PF
  • 5 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5520

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    2 V / 3 Ü / 75 h

  • Selbststudium

    75 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Die Studierenden besitzen vertiefte Kenntnissen der Stoffeigenschaften, der Wärme- und Stoffübertragung sowie der Berechnung fluiddynamischer Prozesse in Kombination mit Wärme- und Stofftransport, mit und ohne Phasenwechsel. Sie beherrschen die Modellierung von Anwendungsfällen und Programmierung von thermo- und fluiddynamischen Berechnungen.

Inhalte

  • Wärmeleitung stationär und instationär, Wärmedurchgang, Wärmeübergang
  • Instationäre Aufheiz- und Abkühlvorgänge, Strahlung und Absorption
  • Ähnlichkeitstheorie des Wärmübergangs, Pinch-Point-Methode
  • Ähnlichkeitstheorie des Wärmübergangs, Pinch-Point-Methode
  • Dimensionslose Kenngrößen zur Erfassung der Wärme- und Stoffübertragung in unterschiedlichen Strömungsformen
  • Wärmeübertragerarten und -bauformen
  • Wärmeübertragung mit Phasenwechsel (Verdampfung und Kondensation) mit dimensionslosen Kenn- größen
  • Verdampfung mit Blasensieden, Übergangssieden und Filmsieden
  • Kondensation mit Tropfen- und Filmkondensation, Nusseltsche Wasserhauttheorie, Kondensatströmung
  • Berechnungsverfahren für Stoffeigenschaften
  • Analogie zum Stofftransport, Diffusion, Stoffübergang, Stoffdurchgang, Schichtenmodell
  • Phasengrenzflächen und Grenzschichttheorie, Reibung
  • Druckverlust unterschiedlicher Geometrien, Umströmung und Durchströmung, Stützkraftkonzept
  • Diffusoren, Konfusoren, Laval-Düse
  • Erhaltungsgleichungen, Bernoulli-Gleichung, Drallsatz, Impulssatz
  • Grundlagen der Strömungsmas
  • Gasdynamik, Strömung kompressibler Fluide, Unter- und Überschallströmung anhand kritischer Verhältnisse

Lehrformen


Seminaristische Vorlesungen und Übungen. Unter Anleitung der Lehrenden erfolgt eine gemeinsame Auswertung praxisnaher Aufgabenstellungen, einschließlich der Erarbeitung von Ergebnissen anhand spezieller Fragestellungen.

 

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen



Schriftliche Klausur (120 Minuten)
Die Modulprüfung besteht aus einer Klausur, in der die Studierenden grundlegende Kenntnisse der kombinierten strömungsmechanischen und thermodynamische Aufgabenstellungen in Form von Berechnungsaufgaben abrufen sollen. Darüber hinaus sollen sie in der Lage sein, diese Kenntnisse auf Fragestellungen aus der Praxis zu übertragen und ggf. anzuwenden.

 

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


Master Fahrzeugentwicklung

Stellenwert der Note für die Endnote



6,25% (vgl. StgPO)
 

Literatur

  • Baer, H. D. / Stephan, K.: Wärme- und Stoffübertragung, Springer Verlag (neuste Auflage)
  • Sieckmann, E. / Thamsen, P. U.: Strömungslehre für den Maschinenbau, Springer Verlag (neuste Auflage)
  • Siegloch, H.: Technische Fluidmechanik, Springer Verlag (neuste Auflage)
  • VDI-Wärmeatlas, Springer Verlag (neuste Auflage)
  • Wagner, W.: Wärmeaustauscher, Vogel Verlag (neuste Auflage

 

2. Studiensemester

Masterprojekt
  • PF
  • 9 SWS
  • 10 ECTS

  • Nummer

    5560

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    9 SV / 135 h

  • Selbststudium

    165 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Masterprojekt Teil 1 - Einführung
Anhand aktueller Themenstellungen aus den Fächerbereichen des Masterstudienganges haben die Studierenden die methodische Strukturierung und Lösung einer Aufgabe, vorzugsweise aus dem gewählten Studienschwerpunkt, unter Anleitung eines Dozenten erlernt.

Integrierte Managementmethoden
Die Studierenden kennen die komplexen Anforderungen an die Führungskräfte in Unternehmen, wie z.B. Projekt- und Prozessmanagement, Risikomanagement, Qualitätsmanagement.
Insbesondere haben die Studierenden einen Überblick über die wichtigsten Managementmethoden und - techniken. Objektive Parameter zur Bewertung von Firmenzielen sind vertraut. Die Führung und Moderation von Gruppen haben die Studierenden in praxisorientierten Situationen erlernt und sowohl Fach- als auch Sozialkompetenzen erworben.

Masterprojekt Teil 2 - Projektarbeit
Die Studierenden haben die Fähigkeit sich schnell methodisch und systematisch selbstständig neues Wissen zu erarbeiten. Durch die abschließende Präsentation wird die Kommunikationsfähigkeit gefördert

Inhalte

Masterprojekt Teil 1 - Einführung
  • Themenstellungen aus den Veranstaltungsbereichen des Masterstudienganges Maschinenbau werden von Dozenten zur Bearbeitung ausgegeben
  • Der Umfang der Arbeit ist an die zur Verfügung stehende Workload angepasst

Integrierte Managementmethoden
  • Grundlage des Projekt- und Prozessmanagements
  • Prozesse lenken und verbessern mit Methoden und Techniken wie:
 
    • Balance Score Card, TQM Tools
    • PMI/ PMBook
    • Transfernachweis nach IPMA
    • Projektphasen nach DIN-ISO 21500 und DIN 69901
    • Scrum und agiles Projektmanagement
    • 80/20 Prinzip, Pareto- Analyse, ABC(D)-Analyse
    • Führungsverhalten, Gesprächsführung und -leitung, Moderation von Arbeitsgruppen, Motivation und Konfliktmanagement, Soziale Kompetenz
    • Transaktionsanalyse, Brainstorming, Kreativ- und Metaplantechnik

Masterprojekt Teil 2 - Projektarbeit
  • Bearbeitung der Themen durch die Studierenden möglichst in einer Arbeitsgruppe
  • In einer schriftlichen Arbeit werden der Entwurf sowie die Durchführung z.B. der erforderlichen Berechnungen und/oder Messungen und Ergebnisse über einen Transfernachweis nach IPMA dokumentiert
  • Abschlusspräsentation der Arbeitsergebnisse

Lehrformen


Seminaristische Veranstaltungen/Praktikum, Labortätigkeit und/oder Hausarbeit mit entsprechender Unterstützung eines betreuenden Professors

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen


Klausurarbeit als Modulprüfung, Projektbericht

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Modulprüfung muss bestanden sein

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


optional

Stellenwert der Note für die Endnote


10/60 x 75 % (vgl. MPO)

Literatur

Entsprechend der Aufgabenstellung

Numerische Methoden und Stochastik
  • PF
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5570

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Die Studierenden kennen die grundlegenden Phänomene und Methoden der numerischen Mathematik und Statistik. Zudem haben die Studierenden, in engem Bezug zu den behandelnden Themen der Numerik, die notwendigen Inhalte der höheren Mathematik erarbeitet.
Sie kennen die mathematischen Methoden, die zum Verständnis der Arbeitsweise und der Anwendung von Simulations-Softwarepaketen (FEM, CFD, Thermodynamik u.a.) erforderlich sind.

Inhalte

 
  • Numerik linearer Gleichungssysteme
  • Interpolation mit Polynomen und Splines
  • Nichtlineare Gleichungen
  • Numerische Integration
  • Numerik von Anfangs- und Randwertaufgaben
  • Statistik: elementare Wahrscheinlichkeitsrechnung, Grundbegriffe der Statistik, Parameterschätzungen, Parametertests, Ausgleichsrechnung,
Grundlagen der Versuchsplanung (Design of Experiment /DoE) und Einführung in Optimierungsmethoden

Lehrformen


Vorlesung und Übungen. Die Vorlesungen vermitteln die theoretischen Inhalte. Anhand typischer Aufgabenstellungen werden praktische Problemstellungen in Übungen zeitnah behandelt.

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             Grundlagenkenntnisse aus vorangegangenem Bachelor-Studium

Prüfungsformen


Klausurarbeiten als Modulprüfungen

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Modulprüfung (MP) muss bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


optional

Stellenwert der Note für die Endnote


5/60 x 75 % (vgl. MPO)

Literatur


Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Bd.3, Vieweg, 2001 Herrmann, N.: Mathematik für Ingenieure, Physiker und Mathematiker, Oldenbourg, 2007

Advanced Meshing
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5704

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    2 SV / 30 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Das Erstellen eines Netzes ist bei allen Simulationsanwendungen die Arbeit, die den größten Zeitaufwand benötigt. Die Studierenden besitzen zum einen die Fähigkeit, mit einem komplexen Netzgenerator effektiv umgehen zu können. Dabei sind sie insbesondere in der Lage, sowohl für FEM- Anwendungen als auch für Strömungssimulationen qualitativ hochwertige Netze zu erstellen. Die Studierenden ebenfalls die Fähigkeit, die mathematischen Zusammenhänge mit den generierten Netzen in Einklang zu bringen. Hierzu werden an ausgewählten Beispielen das finite Differenzen-Verfahren sowie das finite Element-Verfahren erlernt. Die Studierenden können unter Zuhilfenahme einer Tabellenkalkulation eine räumliche Differentialgleichung nach beiden genannten Methoden lösen.

Inhalte


Das CAD-Tool ist dasjenige Programmpaket in der Entwicklungskette eines Produktes, das am intensivsten für die Qualität, die Produktivität und die Innovationsfähigkeit eines Produktes verantwortlich ist. Moderene CAD-Programme integrieren sich zunehmend einfacher durch Datenimport von Berechnungsprogrammen und Export an Simulationsprogramme in den Produktentstehungsprozess.
  • Mathematische Zusammenhänge für NURBS
  • Struktur eines CAD-Programmes
  • Parametrisierungsprinzip
  • Inhalte von Schnittstellen: IGES, STEP, Parasolid, STL
  • Typen und Inhalte von CAD-Schnittstellen
  • Parametrisches Modellieren mit automatisiertem Datenimport
Modellieren von Freiformflächen

Lehrformen


Seminar und Praktika am Computer. Die Vorlesungen vermitteln die theoretischen Inhalte. Anhand typischer Aufgabenstellungen werden praktische Problemstellungen in Praktika parallel zu den Vorlesungen behandelt.

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen


Klausurarbeit als Modulprüfung

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Modulprüfung muss bestanden sein

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


optional

Stellenwert der Note für die Endnote


5/60 x 75 % (vgl. MPO)

Literatur


Thompson, Joe F.; Grid Generation Carey,
Graham F.; Computational Grids
Vorlesungsumdruck

Ausgewählte Kapitel des Maschinenbau
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5761

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Die Studierenden sind in der Lage aktuelle Fortschritte zum Stand der Technik bzw. Wissenschaft umzusetzen.

Inhalte


Die vermittelten Inhalte sind interdisziplinär angelegt. Dabei werden neue Entwicklungen im Bereich des Maschinenbaus, Elektrotechnik, Informatik und Betriebswirtschaftslehre, den Studierenden vermittelt.
Die Inhalte orientieren sich an verschiedenen aktueller Themen aus der Industrie oder der Forschung.

Lehrformen


Seminaristische Veranstaltung

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen


Schriftliche Prüfung (Klausur)
wahlweise auch mündliche Prüfungen oder Kombinationsprüfungen

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote


5/60 X 75%

Automatisierungstechnik (Aktorik, Sensorik, MSR)
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5712

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Die Studierenden nutzen effiziente Methoden zur Analyse von komplexen Produktionssystemen im Hinblick auf Automatisierungsforderungen. Sie bewerten das Leistungsvermögen automatisierter Produktionssysteme anhand von Kennzahlen und Leistungsmerkmalen

Inhalte

 
  • Grundlagen der Fertigungsautomatisierung (Begriffe und Abgrenzungen)
  • Automatisierte Fertigungsverfahren
  • Steuerungs- und Reglungstechnik
  • Sensoren
  • Aktoren
  • Verkettung (Schnittstellen)
Leitsysteme (Prozessüberwachung und –sicherheit)

Lehrformen


Die seminaristische Veranstaltung vermittelt die theoretischen Inhalte.

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen


Klausurarbeit als Modulprüfung

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Modulprüfung (MP) muss bestanden sein

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


optional

Stellenwert der Note für die Endnote


5/60 x 75 % (vgl. MPO)

Literatur


Vorlesung: Skript im Downloadbereich des Lehrenden. Föllinger, O.: Regelungstechnik, Hüthig-Verlag, 2008
Hesse: Fertigungsautomatisierung: Automatisierungsmittel, Gestaltung und Funktion, Vieweg 2000

Bruchmechanik- und Strukturanalyse
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5703

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Die Studierenden haben das Verständnis der Bruchmechanik, insbesondere aus werkstoffkundlicher Sicht.
Die Zielsetzung der Bruchmechanik zur Schadensprävention wird verstanden. Die Studierenden haben einen Überblick über die bruchmechanischen Ansätze und Prüfmethoden. Sie können industrielle Anwendungsbeispiele erarbeiten. Die bruchmechanische FEM wird von den Studierenden angewandt. Sie kennen die FKM-Vorschrift und können diese mit Softwareunterstützung anwenden.

Inhalte

 
  • Einführung in die Bruchmechanik: Schadensanalyse und -Prävention, Ansatz der Kontinuumsmechanik und der Werkstoffwissenschaft
  • Brucherscheinungsformen metallischer Bauteile: Sprödbruch, Zähbruch, Dauerbruch, anodische Spannungsrisskorrosion SpRk)
  • Linear-elastische Bruchmechanik: Energiebilanz, Spannungsintensität
  • Fließbruchmechanik
  • Bruchmechanik der stabilen Rissausbreitung durch Schwingungen und SpRK
  • Prüfmethoden zur Ermittlung der Bruchzähigkeit
  • Verständnis der Bruchmechanik, insbesondere aus werkstoffkundlicher Sicht
  • Zielsetzung der Bruchmechanik zur Schadensprävention
  • Übersichtsgewinnung bruchmechanischer Ansätze und Prüfmethoden.
  • Erarbeiten von industriellen Anwendungsbeispielen
Anwendung der bruchmechanischen FEM

Lehrformen


Die Grundlagen der Bruchmechanik werden zunächst in Vorlesungen vermittelt.
Vertieft werden die Kenntnisse anschließend in Übungen, In denen konstruierte Aufgabenstellungen vereinfacht berechnet werden. Im letzten Teil der Veranstaltung werden die erworbenen Kenntnisse an praktischen Beispielen mittels einer FEM-Software selbstständig unter Anleitung angewendet.

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             Bestandene Modulprüfungen CAD, Teilnahme an den Modulen FEM und  CFD

Prüfungsformen


Klausurarbeit als Modulprüfung

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Modulprüfung muss bestanden sein

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


optional

Stellenwert der Note für die Endnote


5/60 x 75 % (vgl. MPO)

Literatur


Schwalbe: Bruchmechanik, Carl Hanser Verlag
Blumenauer, Pusch: Technische Bruchmechanik, Wiley Verlag

Elektromobilität
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5722

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden kennen reale und synthetische Fahrzyklen und sind in der Lage, auf der Basis der Zusammenhänge der Fahrzeuglängsdynamik den Leistungs- und Energiebedarf von Fahrzeugen bei entsprechenden Fahrzyklen zu berechnen.
Sie kennen Messsysteme zur Erfassung von Fahrzeugdynamikdaten (GPS-Datenlogger, OBD-Schnittstelle, CAN-Bus) und sind in der Lage, mit entsprechender Ausrüstung selbstständig real gefahrene Fahrzyklen aufzuzeichnen und nachzubilden.
Sie kennen Simulationswerkzeuge (Fahrsimulationsprogramm CarMaker, selbst erstellte Excel- Simulation) und können eigenständig Fahrsimulationen aufbauen, durchführen, auswerten und analysieren.
Die Studierenden kennen alternative Antriebssysteme für Kraftfahrzeuge, insbesondere Hybridfahrzeuge und Elektromobile. Insbesondere kennen Sie den konstruktiven Aufbau der Antriebsstränge entsprechender Fahrzeuge und die Kennfelder der Energiewandler in alternativen Antriebssystemen.
Sie können anhand der Kennfelder von Energiewandlern im Fahrzeug und in Abstimmung mit den Anfordernissen der Fahrzeuglängsdynamik die Energiewandlung im Antriebsstrang verschiedener Antriebssysteme berechnen und auswerten. Dadurch sind Sie in der Lage, Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Antriebskonfigurationen bedarfsgerecht auszulegen, deren Auslegung ggf. zu optimieren und den Energiebedarf (Kraftstoffbedarf, Strombedarf, Reichweite bei Elektromobilen) von Fahrzeugen durch Fahrsimulationen zu ermitteln.

Inhalte

  • Fahrzyklen: Theoretische Fahrzyklen / Realfahrzyklen
  • Datenerfassung am Fahrzeug (Datenlogger, OBD-Schnittstelle, CAN-Bus)
  • Aufzeichnung und Auswertung realer Fahrzyklen
  • Energiebilanzierung am Beispiel selbst gefahrener Fahrzyklen
  • Hybrid-Antriebssysteme für Kraftfahrzeuge
  • Elektromobile
  • Energiewandlung in Hybridsystemen und Elektromobilen
  • Kennfelder von Energiewandlern
  •  
  • Fahrzeugsimulation mit Excel
  • Fahrzeugsimulation mit CarMaker
  • Bedarfsgerechte Auslegung von Elektromobilen
  • Primärenergieversorgung / Energieflüsse
  • Beitragsmöglichkeiten vernetzter Energiespeicher von E-Mobilen zum Ausgleich von Spitzenlasten in Stromnetzen
  • Zusammenfassung, Bewertung und Ausblick von Elektromobilität

Das vermittelte Wissen wird vertieft und Arbeits- und Berechnungstechniken werden geübt. Zu den einzelnen Kapiteln werden Übungsblätter bereitgestellt, die von den Studierenden vorbereitet werden. Die Lösungen zu den Übungsblättern werden gemeinschaftlich erarbeitet.
Ein weiterer Bestandteil der seminaristischen Vorlesung sind Testatblätter, die lehrveranstaltungsbegleitend ausgegeben werden und innerhalb von kurzen Fristen gelöst abgegeben werden können. Die korrigierten Blätter geben den Studierenden laufend eine Rückmeldung über Ihren Lernfortschritt.
Im Praktikum ermitteln die Studierenden in Fahrversuchen im öffentlichen Straßenverkehr die Bewegungsdaten eines Fahrzeuges mit einfachen GPS-Trackern. Ggf. können zusätzlich auch die OBD- Daten des Fahrzeuges ausgelesen und mit den GPS-Daten synchronisiert werden. Aus den Messdaten werden dann entsprechende Fahrzyklen abgeleitet, die mit selbst geschriebenen Excel-Programmen analysiert werden. Entsprechende Messfahrten können an Dienstfahrzeugen der Fachhochschule Dortmund (Fahrzeuge mit konventionellem Antriebsstrang, Elektrofahrzeug) durchgeführt werden.

Lehrformen

Seminaristische Veranstaltungen, Praktika

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             Inhalte der Lehrveranstaltung Fahrzeugdynamik / Antriebsstrang werden vorausgesetzt

Prüfungsformen

Schriftliche Prüfung (Klausur) Dauer 120 Minuten
Erlaubte Hilfsmittel: ein nichtprogrammierbarer Taschenrechner


Alternativ zur Klausur kann auch eine Prüfung als mündliche Prüfung oder als Kombinationsprüfung, bestehend aus semesterbegleitender Hausarbeit, Vortrag und mündlicher Prüfung angeboten werden.

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Babiel; G.: Elektrische Antriebe in der Fahrzeugtechnik, Vieweg + Teubner 2007
  • Kampker; A., Vallee; D., Schnettler, A.: Elektromobilität, Springer-Verlag 2013
  • Keichel; M., Schwedes; O.: Das Elektroauto, ATZ-Fachbuch, Springer-Verlag 2013
  • Stan; C.: Alternative Antriebe für Automobile, Springer-Verlag 2012

Ein Skript sowie umfangreiche weitere Unterlagen werden zu Beginn der Lehrveranstaltung in digitaler Form zur Verfügung gestellt.

Fahrassistenzsysteme / Verkehrsleitsysteme
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5724

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Die Studierenden kennen die grundsätzliche Problematik der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Fahrzeugführung und die sich daraus ableitenden Anforderungen an Fahrerassistenzsysteme.
Sie kennen die gesetzlichen Rahmenbedingungen für den Einsatz von Fahrassistenzsystemen sowie die unterschiedlichen realisierten und in Entwicklung befindlichen Fahrerassistenzsysteme. Studierende haben grundlegende Kenntnisse über Sensoren und Aktoren, die in Fahrerassistenzsystemen zum Einsatz kommen und können die Regelkreise unterschiedlicher Fahrerassistenzsysteme abbilden und optimieren.
Studierende können Regelkreise für Fahrerassistenzsysteme auf Grundlage vorgegebener Anforderungen entwickeln und optimieren sowie die erforderliche Hardware konfigurieren. Studierende kennen wesentliche Parameter der Verkehrsflusssteuerung und sind mit den gängigen Verkehrsleitsystemen vertraut. Sie kennen Möglichkeiten und Grenzen der Fahrzeug-Fahrzeug- Kommunikation und können eigenständig Algorithmen zur Verkehrsflussoptimierung entwickeln.

Inhalte

 
  • Grundlagen der Fahrerassistenzsysteme
  • Mensch-Maschine-Interaktion bei der Fahrzeugführung
  • Fahrerverhaltensmodelle
  • Gesetzliche Rahmenbedingungen für Fahrerassistenzsysteme
  • Sensorik und Aktorik für Fahrerassistenzsysteme
  • Mensch-Maschine-Schnittstelle für Fahrerassistenzsysteme
  • Fahrerassistenz auf Stabilisierungsebene
  • Fahrerassistenz auf Bahnführungs- und Navigationsebene
  • Perspektiven von Fahrerassistenzsystemen
  • Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
  • Verkehrsleitsysteme
  • Verkehrsflussoptimierung durch Verkehrsleitsysteme
  • Einbindung von Fahrerassistenzsystemen in die Verkehrsflussoptimierung
  • Zusammenfassung, Bewertung und Ausblick von Fahrerassistenz- und Verkehrsleitsystemen
Das vermittelte Wissen wird vertieft und Arbeits- und Berechnungstechniken werden geübt. Zu den einzelnen Kapiteln werden Übungsblätter bereitgestellt, die von den Studierenden vorbereitet werden. Die Lösungen zu den Übungsblättern werden gemeinschaftlich erarbeitet.
Ein weiterer Bestandteil der seminaristischen Vorlesung sind Testatblätter, die lehrveranstaltungsbegleitend ausgegeben werden und innerhalb von kurzen Fristen gelöst abgegeben werden können. Die korrigierten Blätter geben den Studierenden laufend eine Rückmeldung über Ihren
Lernfortschritt.

Lehrformen


Seminaristische Veranstaltung

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             Inhalte der Lehrveranstaltung Fahrzeugdynamik / Antriebsstrang werden vorausgesetzt. Grundlagen der Regelungstechnik werden vorausgesetzt

Prüfungsformen


Schriftliche Prüfung (Klausur)
wahlweise auch mündliche Prüfungen oder Kombinationsprüfungen

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.
 

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


optional

Stellenwert der Note für die Endnote


5/60 X 75%

Fahrzeugleichtbau
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5723

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


In diesem Modul werden zunächst allgemeine Methoden und Modelle zur systematischen Umsetzung von Leichtbauzielen im Fahrzeugbau vermittelt. Die Studierenden kennen unterschiedliche Leichtbaustrategien und sind in der Lage, Leichtbaupotenziale am Gesamtfahrzeug zu identifizieren und umzusetzen sowie technologisch und wirtschaftlich zu bewerten. Sie kennen die wesentlichen Leichtbauwerkstoffe und sind ferner in der Lage, Fahrzeugstrukturen im Hinblick auf ein Leichtbauziel zu optimieren.
Die Studierenden besitzen die Kenntnisse in den Methoden des Leichtbaus als Querschnittswissenschaft von Konstruktion, Fertigung, Werkstofftechnik, Mechanik, FEM und Versuchstechnik. Sie beherrschen die Auslegung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen.

Inhalte

 
  • Bauweisen des Leichtbaus
  • Werkstoffe und Fertigungsverfahren des Leichtbaus
  • Faserverbund Werkstoffe (GFK, CFK), dünnwandige Profilstäbe
  • Berechnung des Spannungs- und Verformungszustandes in Scheiben-, Platten- und Schalenbauteilen, analytische und rechnergestützte Dimensionierung von Kastenträgern
  • Auslegung von CFK- und GFK-Bauteilen
  • Stabilität von Stabprofilen, Blechfeldern, Rohren und Kastenträgern
höhere Finite-Elemente-Methode

Lehrformen


Seminaristische Veranstaltung

Teilnahmevoraussetzungen


Formal:                 keine
Inhaltlich:             Höhere Mechanik; Konstruktionsmethodik 1, CAD-Kenntnisse werden vorausgesetzt, Grundlagenkenntnisse CAD-CAM sind von Vorteil, aber nicht zwingend erforderlich

Prüfungsformen


Schriftliche Prüfung (Klausur)
wahlweise auch mündliche Prüfungen oder Kombinationsprüfungen

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten


Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.
 

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


optional

Stellenwert der Note für die Endnote


5/60 X 75%

Literatur


Dreyer, H.J.: Leichtbaustatik, Vieweg Teubner
Klein, B.: Leichtbaukonstruktion – Berechnungsgrundlagen und Gestaltung, Vieweg Teubner, 2009 Kossira, H.: Grundlagen des Leichtbaus, Springer, 1996
Fischer, W.: Vorlesungsumdruck (laufend aktualisiert)

RMS
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5771

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1


RMS
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5770

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1


Robotik (Montage- und Handhabungstechnik)
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5713

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden kennen den Einsatzbereich und die Anforderungen der Handhabungstechnik mit Industrierobotern und flexiblen Fördersystemen. Sie beherrschen die Roboterprogrammierung mit der Programmiersprache V+ und der Entwicklungsumgebung ACE. Die Studierenden sind in der Lage, selbstständig Systemlösungen für komplexe Handhabungsaufgaben zu entwickeln. Sie kennen die Anforderungen Industrie-4.0 und haben grundlegende Erfahrungen über den Aufbau, den Betrieb und die vernetzte Programmierung eines Handhabungssystems.

Am Beispiel einer Systemumgebung, die aus einem Werkstücktransportsystem, einer flexiblen AnyFeeder- Zuführeinrichtung und mehreren Robotersystemen besteht, können die Studierenden unterschiedliche Aufgabenstellungen umsetzen. Sie sind in der Lage, komplexe Montageanforderungen im Zusammenspiel von Robotern und Bildverarbeitung zur Prozess- Steuerung selbstständig lösen. Zur Prozessoptimierung können sie die Bewegungsabläufe und Prozesszeiten optimieren und die Systemlösungen und Programme normgerecht dokumentieren.

Inhalte

  • Definition Roboter und Robotersysteme
  • Anwendungen und Einsatzbedingungen
  • Roboterarten, kinematische Aufbauten und Antriebssysteme
  • Koordinatensysteme und Koordinatentransformationen
  • Robotersteuerung und -Regelung
  • Aktorik, Sensorik und Messtechnik
  • Programmierung und Simulation von Robotern
  • Sicherheitsaspekte beim Einsatz von Robotern

Lehrformen

Seminaristische Vorlesung mit begleitender Übung

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen

Schriftliche Klausurarbeit als Modulprüfung, Dauer 90 Minuten
Erlaubte Hilfsmittel: keine

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.
 

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional
 

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Adept, V+ User Manual; Adept Sigt User Guide, 2019
  • Hesse, S.: Taschenbuch Robotik - Montage - Handhabung; Hanser, 2010
  • Maier, H.: Grundlagen der Robotik; VDE-Verlag, 2022
  • Mareczek, J.: Grundlagen der Roboter-Manipulatoren, Band 1 & 2. Springer, 2020
  • Weber, W.: Industrieroboter, Methoden der Steuerung und Regelung; Fachbuchverlag Leipzig, 2019
  • VDI R. 2860: Montage- und Handhabungstechnik. Handhabungsfunktionen, Handhabungseinrichtungen, Begriffe, Definitionen, Symbole; Beuth, 05/1990

Schaltungsanalyse und -synthese
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5725

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Selbständiges Durchführen der Schaltungsanalyse und Erläutern der Funktionsweise von Schaltungen. Bedienen von Programmen der Schaltungssimulation und Durchführen von Simulationen. Entwickeln von Strategien zur Schaltungssynthese.

Inhalte

  • Grundsätzliche Methoden der Schaltungsanalyse und -synthese,
  • Einführung in die Bedienung von Programmen der Schaltungsanalyse (PSpice, MicroCap) und des Layoutentwurfs (Eagle) an exemplarischen Beispielen,
  • Worst-Case-Rechnung, Transienten-Analyse, AC-Sweep, DC-Sweep, Temperaturdrift
  • Hardwareentwurf, Musterbau, Teststrategie

Lehrformen

Die seminaristische Vorlesung vermittelt die theoretischen Inhalte. Die Inhalte der Veranstaltungen werden anwendungsnah im Laborpraktikum vertieft.

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:            Grundlagen der Elektrotechnik werden vorausgesetzt

Prüfungsformen

Schriftliche Klausurarbeit
Erlaubte Hilfsmittel: keine

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Böhmer, E.: Elemente der angewandten Elektronik
  • Santen, M.: Das Design-Center
  • Tietze, Schenk: Halbleiterschaltungstechnik

Spanende Fertigungstechnik
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5711

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Grundlagen spanender Fertigungsprozesse zur Herstellung technischer Produkte. Sie erlangen die Kompetenz, Produkte bzgl. der spanenden Herstellbarkeit zu beurteilen sowie konstruktiv zu gestalten und Prozesse und Verfahrensabläufe unter technologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu bewerten. Auf der Basis praxisorientierter Produktbeispiele erarbeiten die Studierenden in einer seminaristischen Lehrveranstaltung die Prozesskette für eine flexible und anforderungsgerechte spanende Herstellung.

Inhalte

  • Grundlagen der Spanbildung
    • Spanbildungsmodelle
    • Mechanische und thermische Kenngrößen
    • Zusammenhänge zwischen Werkstoffen und Spanbildung
  • Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide
    • Verfahren und deren Varianten (Drehen, Bohren, Fräsen)
    • Werkzeuge (Schneidstoffe, Beschichtungen)
    • Werkzeugmaschinen
  • Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide
    • Verfahren und deren Varianten (Schleifen, Honen, Finishen)
    • Werkzeugaufbau (Schneidstoffe, Binder)
    • Werkzeugmaschinen
  • Sondergebiete der spanenden Fertigungstechnik
    • Mikrobearbeitung
    • Verzahnungsherstellung
    • Kombinationsbearbeitungen
  • Spanende Produktionssysteme
    • Vorstellung spanender Fertigungsprozessketten
    • Interaktion von Prozesseinzelschritten
    • Analyse und Bewertung spanender Fertigungsprozesse (Prozessfähigkeit, OEE,…)

Lehrformen

Die seminaristische Vorlesung vermittelt die theoretischen Inhalte. Die Inhalte der Vorlesung werden anwendungsnah im Fertigungstechnischen Labor durch Laborpraktika und Demonstrationen vertieft.
Exkursionen und Vorträge von Gastreferenten aus der Industrie werden zur Vertiefung der Vorlesungsinhalte durchgeführt.

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen

Schriftliche Klausurarbeit als Modulprüfung, Dauer 120 Minuten
Erlaubte Hilfsmittel: alle Hilfsmittel außer digitale Engdgeräte

 

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.
 

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

 
  • Übung: Verfahrens- und Arbeitsanweisungen im Downloadbereich des Lehrenden.
  • Vorlesung: Skript im Downloadbereich des LehrendenWeck, M.; Brecher, C.: Werkzeugmaschinen: Maschinenarten und Anwendungsbereiche. 6. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg, 2009
  • Conrad, K.-J.: Taschenbuch der Werkzeugmaschinen. 2. Auflage, Carl-Hanser-Verlag,
  • München/Wien, 2006
  • Denkena, B.; Tönshoff, H.K.: Spanen – Grundlagen. 2. Auflage. Springer Verlag, Berlin/ Heidelberg, 2003
  • König, W.; Klocke, F.: Fertigungsverfahren Band 1: Drehen, Fräsen, Bohren. 8. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg, 2008
  • König, W.; Klocke, F.: Fertigungsverfahren Band 2: Schleifen, Honen, Läppen. 4. Auflage, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg, 2008
  • N.N.: DIN 8589ff. Fertigungsverfahren Spanen. Beuth Verlag, Berlin, 2003

Strukturmechanik (FEM)
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5701

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden haben das grundlegende Verständnis der Mechanik erweitert und ergänzt. Die Qualifizierte Nutzung der Mechanik im Rahmen von Konstruktionsabläufen wird beherrscht. Ebenso besitzen die Studierenden das Verständnis und Beherrschung entsprechender industrieüblicher Softwarepakete. Die Modellbildungen zur Behandlung konstruktiver Aufgaben werden eigenständig und zielgerichtet ausgeübt. Die Studierenden haben das Verständnis für problemgerechte Vorgehensweise zur Lösung konstruktiver Aufgaben. Sie können Berechnungen hinsichtlich Zuverlässigkeit und Aufwand bewerten. Die Studierenden besitzen die Qualifizierung für Tätigkeiten im Bereich Berechnung und Konstruktion/Fertigung.

Inhalte

  • Vertiefte Behandlung der Mechanik in den Bereichen Festigkeitslehre und
  • Dynamik (Spannungszustände, Zelt- und Dauerfestigkeit, freie und angeregte Schwingungen)
  • Theoretische Behandlung der Finiten Elemente Methode in der Mechanik Berechnung von Einzelbauteilen und Baugruppen Konstruktive Verbesserung und Optimierung
  • Berechnungen im Hinblick auf das Werkstoffverhalten (elastisch, plastisch)

Lehrformen

Seminaristische Vorlesung und Laborpraktika. Die Vorlesungen vermitteln die theoretischen Inhalte. Anhand typischer Aufgabenstellungen werden praktische Problemstellungen in seminaristischen Vorlesungen und Laborpraktika zeitnah behandelt.

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen

Schriftliche Klausurarbeit als Modulprüfung, Dauer120 Minuten
Erlaubte Hilfsmittel:

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Bathe, K.-J.: Finite-Element-Methoden
  • Gebhardt, Ch.: FEM mit ANSYS Workbench
  • Vorlesungsumdruck

Strömungssimulation
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5702

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Navier-Stokes-Gleichungen und die Rolle der Finiten Volumen Methode in deren computergestützten Lösung. Weiterhin sind die Hauptmerkmale von turbulenten Strömungen sowie deren Konsequenzen auf die Theorie bekannt. Ebenso kennen die Studierenden die verschiedenen computergestützten Ansätze zur Modellierung von turbulenten Strömungen und können diese Turbulenzmodelle in einem industriellen Kontext ansetzen. Ein weiteres Lernergebnis ist die selbstständige Anwendung einer CFD-Softwaresuite inklusive der Erzeugung von Rechennetzen im Team, um eine technische Fragestellung beantworten zu können. Die Studierenden sind dabei in der Lage, die Rechennetze so zu gestalten, dass sowohl relevante Bereiche des Rechengebietes mit einer hohen Netzelementdichte versehen als auch netzunabhängige Ergebnisse produziert werden. Weiterhin sind die Grundparadigmen der Parallelisierung bekannt und die rechnerische Effizienz einer Simulation kann beurteilt werden. Auch das Erkennen von Vereinfachungspotential wie z.B. die Symmetrieeigenschaft eines Problems, um das Rechengebiet inklusive der Einstellungen der Software zu optimieren, gehört zu den Lernergebnissen.

Inhalte

  • Navier-Stokes-Gleichungen
  • Diskretisierung mithilfe der Finiten-Volumen-Methode
  • Physik und Haupttheorie der Turbulenz
  • Numerische Turbulenzmodellierung
  • Netzgenerierung
  • Netzstudie für netzunabhängige Ergebnisse
  • Parallelisierung von Rechnungen
  • Wahl des Rechengebiets und der Software-Einstellungen passend zu strömungsmechanischen Problemen

Lehrformen

Seminaristische Vorlesung: Unter Anleitung der oder des Lehrenden erfolgt eine gemeinsame Auswertung von Materialien (Quellen und Literatur) einschließlich der Erarbeitung von Ergebnissen anhand spezieller Fragestellungen. Die Studierenden bereiten den jeweiligen Vorlesungsinhalt eigenständig vor und nach.

Vorlesungsbegleitendes Praktikum: Selbstständige Bearbeitung von ausgewählten Simulationsaufgaben am Rechner in Einzel- oder Teamarbeit.

Projektarbeit: Vorstellung selbstständig erarbeiteter Themen durch die Studierenden unter Einübung von Formen der Präsentation, die in wissenschaftlichen Diskurs einmünden und an der die Studierenden im hohen Maß beteiligt sind.

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             Kenntnisse der Fluidmechanik und der Thermo-Fluid-Dynamik

Prüfungsformen

Die Modulprüfung besteht aus einer 90-minütigen schriftlichen Klausur, in der die Studierenden grundlegende Kenntnisse der numerischen Strömungsmechanik abrufen und erinnern sollen. Darüber hinaus sollen sie in der Lage sein, diese Kenntnisse auf Fragestellungen aus der Praxis zu übertragen.
Erlaubte Hilfsmittel: keine

Eine mündliche Prüfung kann angeboten werden, wenn sich nicht mehr als zehn Studierende zu der Prüfung angemeldet haben.

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Lechener, S.: Numerische Strömungsberechnung schneller Einstieg durch ausführliche praxisrelevante Beispiele; Vieweg+Teubner Verlag
  • Marciniak, V.: Unterlagen zur Vorlesung; FH Dortmund; aktuelle Version in ILIAS
  • Versteeg, H.K.; Malalasekera W.: An Introduction to Computational Fluid Dynamics-The Finite Volume Method; 2. Auflage; Pearson

Ur- und Umformtechnik
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5710

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Grundlagen ur- und umformtechnischer Fertigungsprozesse zur Herstellung metallischer oder kunststofftechnischer Produkte. Sie erlangen die Kompetenz, Produkte (Stückgut) bzgl. der ur- und umformtechnischen Herstellbarkeit zu beurteilen sowie konstruktiv zu gestalten und Prozesse und Verfahrensabläufe unter technologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu bewerten. Die Nutzung moderner Analysemethoden befähigt die Studierenden zur eigenständigen Ermittlung qualitätsbestimmender Einflussgrößen von Umformprozessen.

Inhalte

  • Urformverfahren
    • Metallkundliche Grundlagen
    • Halbzeug- und Stahlherstellung
    • Additive Verfahren
  • Umformtechnische Grundlagen
    • Grundlagen
    • Plastizitätstheorie
    • Kennwertermittlung
    • Tribologie
  • Umformtechnik Blechumformung[SA1] 
    • Verfahrenstechnische Eigenschaften/Besonderheiten
    • Methodenplanung/Auswahl
    • Werkzeug- und Anlagentechnik
  • Umformtechnik Massivumformung[SA2] 
    • Kalt-/Warmumformung
    • Stadienpläne und Bauteilgestaltung
    • Werkzeugbau und Maschinentechnik
  • Simulation in der Umformtechnik
    • Einführung in FEM
    • FE-Analysen von umformtechnischen Fragestellung

Lehrformen

Die seminaristische Vorlesung vermittelt die theoretischen Inhalte. Typische Entwicklungsaufgaben werden zeitnah angeleitet. Exkursionen und Vorträge von Gastreferenten aus der Industrie werden zur Vertiefung der seminaristischen Vorlesung durchgeführt.

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             keine

Prüfungsformen

Semesterbegleitende Projektarbeiten als Teilprüfungsleistungen (15%) und schriftliche Klausurarbeit (Dauer 90 Minuten) als Modulprüfung (85%); wahlweise auch Hausarbeiten und mündliche Prüfungen oder Kombinationsprüfungen

 

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.
 

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Vorlesung: Skript im Downloadbereich des Lehrenden
  • Übung: Verfahrens- und Arbeitsanweisungen im Downloadbereich des Lehrenden.
 
  • Bauser et al.: Strangpressen, Aluminium Fachbuchreihe, Aluminium Verlag, 2001
  • Doege, E., Behrens, B.-A.: Handbuch Umformtechnik, Springer-Verlag, 2010
  • Hill, R.: The Mathematical Theory Of Plasticity (Oxford Classic Texts In The Physical Sciences), Clarendon Press, Oxford, 1948
  • Kopp, R., Wiegels H.: Einführung in die Umformtechnik. Verl . Mainz, Aachen, UB Dortmund Sig . L Tn 20/2.
  • König, W.: Fertigungsverfahren. Band 5: Blechumformung. VDI Verlag , 1986
  • Lange, K.: Umformtechnik Grundlagen, Springer Verlag, 2002, (Auflage 1983 UB Dortmund Sig. T 11561 1)
  • Lange, K.: Umformtechnik – Band 3: Blechumformung. Springer-Verlag, Berlin, 1990
  • Ostermann, F.: Anwendungstechnologie Aluminium, Springer Verlag, 2007

Verbrennungsmotoren
  • WP
  • 4 SWS
  • 5 ECTS

  • Nummer

    5721

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    4 SV / 60 h

  • Selbststudium

    90 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen

Die Studierenden verfügen über Grundkenntnisse der Kolbenmaschinen. Sie können aufgrund der systematischen Darstellung der Einteilungsmerkmale von Verbrennungskraftmaschinen eine Analyse des Aufbaus und der Arbeitsweise erstellen. Die Studierenden sind in der Lage eine Bewertung des Betriebsverhaltens durchzuführen. Sie können eine Beurteilung der Einsetzbarkeit eines Verbrennungsmotors für stationäre und mobile Anwendungen vornehmen. Insbesondere kennen die Studierenden:
  • Arbeitsweisen der Verbrennungskraftmaschinen (2-Takt- und Viertaktverfahren),
  • Zylinderdruckverlauf, Ladungswechsel, Art der Kolbenbewegung (Hubkolben- und Rotationskolbenmotor)
  • Thermodynamik der verschiedenen Arbeitsprozesse, Wirkungsgrade und Grenzen der Energieumwandlung, Energiebilanz
  • Kraftstoffe, Gemischbildung
  • Bedeutung von motorischen Kenngrößen (effektiver Mitteldruck, spez. Kraftstoffverbrauch, Gemischheizwert, Luftaufwand u.a.) und deren Berechnung
  • Schadstoffemissionen und Kennfelder

Inhalte

Die seminaristische Vorlesung befasst sich mit den verschiedenen Prinzipien der Umwandlung von Brennstoffenergie und den Hauptanforderungen an Verbrennungskraftmaschinen. Anhand von Vergleichsprozessen werden die thermodynamischen Zusammenhänge des Motorprozesses aufgezeigt. Es wird auf die Definition der unterschiedlichen Wirkungsgrade eingegangen. Die Anwendung dieser Zusammenhänge erfolgt bei der Behandlung wichtiger Kenngrößen aus dem Verbrennungsmotorenbau. Eine Einteilung der Verbrennungsmotoren nach unterschiedlichen Merkmalen, nach der Art des Prozesses, dem Ablauf der Verbrennung, der Art der Zündung und der Kinematik führt zur Behandlung ausgewählter Aspekte der Motorentechnik. Aufgrund der zunehmenden Umweltproblematik erfolgt eine
umfassende Einführung in die Entstehung von Schadstoffen beim Otto- und Dieselmotor.
In dem Seminar wird das in der Vorlesung vermittelte Wissen vertieft und Arbeits- und Berechnungstechniken werden geübt.
Zu den einzelnen Kapiteln werden Übungsblätter bereitgestellt, die von den Studierenden vorbereitet werden. Die Lösungen zu den Übungsblättern gemeinschaftlich erarbeitet.
Im Rahmen eines Praktikums werden Messungen am Rollenprüfstand im fahrzeugtechnischen Labor
vorgenommen.

Lehrformen

Seminaristische Veranstaltung

Teilnahmevoraussetzungen

Formal:                 keine
Inhaltlich:             Kenntnisse in Mechanik, Konstruktionselemente und Thermodynamik werden vorausgesetzt.

Prüfungsformen

Schriftliche Prüfung (Klausur); wahlweise auch mündliche Prüfungen oder Kombinationsprüfungen

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Modulprüfung wird benotet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) bestanden sein.

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)

optional

Stellenwert der Note für die Endnote

6,25% (vgl. StgPO)

Literatur

  • Basshuysen, R. van, Schäfer, F. (Hrsg.): Handbuch Verbrennungsmotor, Grundlagen, Komponenten, Systeme, Perspektiven. 5. Auflage 2010, Vieweg+Teubner
  • Heywood, J. B.: Internal Combustion Engine Fundamentals; Motortechnische Zeitschrift (MTZ)
  • Köhler, E, Flierl, R.: Verbrennungsmotoren - Motormechanik, Berechnung und Auslegung des Hubkolbenmotors, 5. Auflage Vieweg+Teubner
  • Pischinger, S.: Umdruck Verbrennungsmotoren Bd. I+II, Lehrstuhl f. Verbrennungsmotoren der RWTH Aachen; Kuẗtner: Kolbenmaschinen – Kolbenpumpen, Kolbenverdichter, Brennkraftmaschinen, 7. Auflage, Verlag Vieweg+Teubner



Weiterführende Literatur wird zu Beginn der LV bekannt gegeben

3. Studiensemester

Thesis und Kolloquium
  • PF
  • 0 SWS
  • 30 ECTS

  • Nummer

    5580

  • Sprache(n)

    de

  • Dauer (Semester)

    1

  • Kontaktzeit

    -

  • Selbststudium

    900 h


Lernergebnisse (learning outcomes)/Kompetenzen


Die Master-Thesis zeigt, dass die Studierenden in der Lage sind, innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens von 5 Monaten eine dem Themenbereich des Masterstudienganges entsprechende ingenieurwissenschaftliche Aufgabe selbstständig nach wissenschaftlichen Kriterien zu bearbeiten und die Ergebnisse systematisch gegliedert und verständlich in einer schriftlichen Arbeit darzustellen.
Insbesondere zeigt der Studierende die Fähigkeit, sich schnell, methodisch und systematisch selbstständig neues Wissen zu erarbeiten.
Der Studierende kann die Arbeitsergebnisse im Rahmen einer mündlichen Präsentation und Prüfung darstellen und erläutern.

Inhalte


Master-Thesis:
Die Master-Thesis besteht aus der eigenständigen Bearbeitung einer ingenieurwissenschaftlichen Aufgabe aus den Themenbereichen den Masterstudienganges Maschinenbau, die unter Betreuung eines am Masterstudiengange beteiligten Professors sowohl in Forschungseinrichtungen der Hochschule als auch in der Industrie bearbeitet werden kann. Die Thesis ist in schriftlicher Form zur Darstellung der angewandten wissenschaftlichen Methoden und Ergebnisse vorzulegen.

Kolloquium:
Abschließend findet ein Kolloquium in Form einer mündlichen Prüfung statt. Das Kolloquium dient zur Feststellung, ob der Prüfling befähigt ist, die Ergebnisse der Thesis, ihre fachlichen und methodischen Grundlagen, ihre modulübergreifenden Zusammenhänge und ihre außerfachlichen Bezüge mündlich darzustellen, zu begründen und einzuschätzen.
 

Lehrformen


Eigenständige, praxisorientierte Projektarbeit. Die Betreuung erfolgt durch eine Professorin oder einen Professor und im Falle einer Industriearbeit in Zusammenarbeit mit dem Projektleiter im Betrieb.

Teilnahmevoraussetzungen


Formal: alle Modulprüfungen bis auf jeweils eine Prüfung in einem Pflichtmodul und in einem Wahlpflichtmodul müssen bestanden hat.

Prüfungsformen


Thesis als schriftliche Ausarbeitung im Umfang von 80 bis 120 DIN A4-Seiten bei einer Bearbeitungszeit von fünf Monaten.
Das Kolloquium wird als mündliche Prüfung mit einer Zeitdauer von mindestens 30 Minuten, maximal 45 Minuten durchgeführt und von den Prüfenden der Masterarbeit gemeinsam abgenommen und bewertet. Für die Durchführung des Kolloquiums finden im Übrigen die für mündliche Modulprüfungen geltenden Vorschriften der Prüfungsordnung entsprechende Anwendung.

Voraussetzungen für die Vergabe von Kreditpunkten

Die Prüfungsleistung wird von zwei Prüfer*Innen in Form schriftlicher Gutachten bewertet und muss mit mindestens ausreichend (4,0) abgeschlossen werden. Die Gesamtnote berechnet sich aus dem Durchschnitt der Bewertungen der beiden Prüfer*Innen.

Zum Kolloquium kann nur zugelassen werden, wer
  • die Einschreibung für den Master-Maschinenbau Studiengang nachgewiesen hat
  • in dem Studium insgesamt 60 ECTS erworben hat,
  • in der Masterarbeit 25 ECTS erworben hat.
Durch das Bestehen des Kolloquiums werden 5 ECTS erworben.
 

Verwendbarkeit des Moduls (in anderen Studiengängen)


keine

Stellenwert der Note für die Endnote


Thesis:                   20 %
Kolloquium:          5%

Literatur


Richtet sich nach dem Thema der Master-Thesis und ist vom Studierenden zu ermitteln

Erläuterungen und Hinweise

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