MAK10 – FEM/Maschinendynamik

Modul

FEM/Maschinendynamik
Finite Element Method / Dynamics of Machines

Modulnummer

[MAK10]
Version: 1

Fakultät

Maschinenbau

Niveau

Diplom

Dauer

2 Semester

Turnus

2 Semester, Start Sommersemester

Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr.-Ing. Matthias Berner
matthias.berner(at)htw-dresden.de

Prof. Dr.-Ing. Ines Hofinger
ines.hofinger(at)htw-dresden.de

Prof. Dr.-Ing. Eckehard Kullig
eckehard.kullig(at)htw-dresden.de

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr.-Ing. Matthias Berner
matthias.berner(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "FEM 1" ,"FEM 2"

Prof. Dr.-Ing. Ines Hofinger
ines.hofinger(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "FEM 1" ,"FEM 2" ,"Maschinendynamik"

Prof. Dr.-Ing. Eckehard Kullig
eckehard.kullig(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "FEM 1" ,"FEM 2"

Lehrsprache(n)

Deutsch
in "FEM 1"

Deutsch
in "FEM 2"

Deutsch
in "Maschinendynamik"

ECTS-Credits

6.00 Credits
1.50 Credits in "FEM 1"
2.50 Credits in "FEM 2"
2.00 Credits in "Maschinendynamik"

Workload

180 Stunden
45 Stunden in "FEM 1"
75 Stunden in "FEM 2"
60 Stunden in "Maschinendynamik"

Lehrveranstaltungen

6.00 SWS (4.00 SWS Vorlesung | 2.00 SWS Übung)
1.00 SWS (1.00 SWS Vorlesung) in "FEM 1"
3.00 SWS (1.00 SWS Vorlesung | 2.00 SWS Übung) in "FEM 2"
2.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung) in "Maschinendynamik"

Selbststudienzeit

90.00 Stunden
113.00 Stunden Selbststudium - FEM 1
30.00 Stunden in "FEM 2"
30.00 Stunden in "Maschinendynamik"

Prüfungsvorleistung(en)

Beleg
in "FEM 2"

Prüfungsleistung(en)

Mündliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 15 min | Wichtung: 70% | nicht kompensierbar
in "FEM 2"

Alternative Prüfungsleistung - Test
Prüfungsdauer: 60 min | Wichtung: 30% | nicht kompensierbar
in "Maschinendynamik"

Lehrform

FEM 1:

Vorlesung

FEM 2:

Vorlesung
Übung

Maschinendynamik:

Vorlesung

Medienform

Keine Angabe

Lehrinhalte/Gliederung

FEM 1:

Historische Entwicklung der FEM
Überblick über Diskretisierungsverfahren
FE-Modellbildung
- Begriffsdefinitionen und einsetzbare Elementtypen
- Vernetzungsmöglichkeiten
- Belastungen und Randbedingungen
FEM an einfachen Beispielen
- Untersuchung eines einfachen Fachwerks
- Untersuchung eines beidseitig gelagerten Stabs
- Untersuchung eines konischen Stabs
Ausgewählte FEM-Programme
Anwendung eines FEM-Programms
- Pre- und Postprozessor, Analyseprogramme
- Elementbibliothek
- Auswertung der Resultate

Übungen mit vorhandener Software im Computerlabor
- speziell gefertigte Übungsbeispiele zum Aneignen der Software
und zum Fördern des Umgangs mit verschiedenen
Problemstellungen aus Festigkeitslehre und Dynamik

Belegarbeit einer selbstgestellten technischen Aufgabe

FEM 2:

siehe FEM 1

Maschinendynamik:

Schwingungen linearer Systeme mit einem Freiheitsgrad und konstanten Parametern
Starre Maschine
- Bewegungszustände der Starren Maschine
- Fundamentbelastung und Schwingungsisolierung
- Aufstellen der Starren Maschine
- Massenausgleich und Auswuchten
Torsionsschwingungen in Antrieben
Biegeschwingungen und kritische Drehzahlen in Maschinenwellen
Dynamik von Fahrzeugen
Lineare Vielfachschwinger

Qualifikationsziele

FEM 1:

Die Studierenden sollen in der Lage sein, technische Aufgaben aus den Bereichen der Festigkeitslehre und Dynamik beim Einsatz von FEM-Software nach korrekter Modellbildung zu bearbeiten und die gewonnenen Ergebnisse zu analysieren sowie damit sinnvolle Modifikationen zur Verbesserung des Systems vorzunehmen.

FEM 2:

siehe FEM 1

Maschinendynamik:

Die Studierenden sollen in der Lage sein, technische Schwingungsaufgaben in Abhängigkeit vom Grad der Dämpfung und der Art der Erregung zu berechnen und daraus Schlussfolgerungen für den Einfluss auf den Schwingungsvorgang zu ziehen.

Sozial- und Selbstkompetenzen

Keine Angabe

Besondere Zulassungsvoraussetzung

Keine Angabe

Empfohlene Voraussetzungen

M06 - Statik
M07 - Festigkeitslehre
MA08 - Kinematik/Kinetik bzw. MF8 - Kinematik/Kinetik

siehe FEM 1

Fortsetzungsmöglichkeiten

Keine Angabe

Literatur

FEM 1:

Umfangreiche Literaturempfehlungen werden in der ersten Vorlesung den Studenten mitgeteilt. Eine kleine Auswahl ist:
- B. Klein:
FEM Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode
im Maschinen- und Fahrzeugbau,
Springer Vieweg, Wiesbaden
- K. Knothe, H. Wessels:
Finite Elemente Eine Einführung für Ingenieure
Springer-Verlag GmbH, Heidelberg
- U. F. Meißner, A. Maurial:
Die Methode der finiten Elemente
Eine Einführung in die Grundlagen
Springer-Verlag GmbH, Heidelberg
- G. Silber, F. Steinwender:
Bauteilberechnung und Optimierung mit der FEM
Materialtheorie, Anwendungen, Beispiele,
Springer Vieweg, Wiesbaden
- P. Steinke:
Finite-Elemente-Methode Rechnergestützte Einführung
Springer Vieweg, Wiesbaden

- R. Stelzer, W. Steger
SolidWorks
Grundlagen der Modellierung und des Programmierens
Verlag Pearson Studium, München
- V. Krämer
Praxishandbuch Simulationen in SolidWorks 2010
Strukturanalyse (FEM), Kinematik/Kinetik,
Strömungssimulation (CFD)
Hanser Fachbuchverlag, München

FEM 2:

siehe FEM 1

Maschinendynamik:

Umfangreiche Literaturempfehlungen werden in der ersten Vorlesung den Studenten mitgeteilt. Eine kleine Auswahl ist:
- H. Dresig, F. Holzweißig:
Maschinendynamik,
Springer Vieweg, Wiesbaden
- H. Dresig:
Schwingungen mechanischer Antriebssysteme
Modellbildung, Berechnung, Analyse, Synthese
Springer-Verlag GmbH, Heidelberg
- H. Jäger, R. Mastel, M. Knaebel:
Technische Schwingungslehre
Grundlagen - Modellbildung - Anwendungen
Springer Vieweg, Wiesbaden
- K. Magnus, K. Popp, W. Sextro:
Schwingungen - Physikalische Grundlagen und mathematische
Behandlung von Schwingungen,
Springer Vieweg, Wiesbaden
- M. Mitschke, H. Wallentowitz:
Dynamik der Kraftfahrzeuge
VDI-Buch, Springer-Verlag GmbH, Heidelberg

Aktuelle Lehrressourcen

Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar

⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau

Hinweise

Alle Prüfungsleistungen des Moduls müssen mit mindestens "ausreichend" (4,0) bestanden werden.

FEM 1:

Dieses Modul ist Voraussetzung für:
- MAK_wo_09 - Allgemeine Materialmodelle / FEM

FEM 2:

siehe FEM 1

Maschinendynamik:

Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL

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