M608 – Physics 1 / Materials Science 1

Module
Physics 1 / Materials Science 1
Physik 1 / Werkstofftechnik 1
Module number
M608
Version: 1
Faculty
Mechanical Engineering
Level
Bachelor/Diploma
Duration
1 Semester
Semester
Winter semester
Module supervisor

Prof. Dr.-Ing. Daniela Hünert
daniela.huenert(at)htw-dresden.de
Lecturer(s)

Prof. Dr. rer. nat. Matthias Zschornak
matthias.zschornak(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Physik 1"

Prof. Dr.-Ing. Daniela Hünert
daniela.huenert(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Werkstofftechnik 1"
Course language(s)

German
in "Physik 1"

German - 95.00%
in "Werkstofftechnik 1"

English - 5.00%
in "Werkstofftechnik 1"
ECTS credits

6.00 credits
2.00 credits in "Physik 1"
4.00 credits in "Werkstofftechnik 1"
Workload

180 hours
60 hours in "Physik 1"
120 hours in "Werkstofftechnik 1"
Courses

6.00 SCH (5.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Seminar)
2.00 SCH (2.00 SCH Lecture) in "Physik 1"
4.00 SCH (3.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Seminar) in "Werkstofftechnik 1"
Self-study time

90.00 hours
30.00 hours in "Physik 1"
60.00 hours in "Werkstofftechnik 1"
Pre-examination(s)
None
Examination(s)

Alternative examination - Written academic assessment
Examination time: 60 min | Weighting: 25% | not to be compensated
in "Physik 1"

Written examination
Examination time: 90 min | Weighting: 75% | not to be compensated
in "Werkstofftechnik 1"
Form of teaching
Physik 1:
  • Vorlesung
  • fakultative Übung
  • E-Learning
  • Literatur- und Materialrecherche
  • Bearbeiten von Problemen und Lösungsfindung
Werkstofftechnik 1:
  • Vorlesung
  • Übung
  • Gruppenarbeit
  • Präsentation
  • Einzel- und Gruppenarbeit
  • E-Learning
  • Literatur- und Materialrecherche
  • Bearbeiten von Problemen und Lösungsfindung
Media type
Physik 1:
  • wahlweise elektronische Tafel (Tablet) oder Kreidetafel
  • Beamer, Power Point Präsentation
  • Skripte
  • Aufgabensammlung
  • Vorlesungsexperimente und physikalische Simulationen
Werkstofftechnik 1:
  • Skript
  • Power-Point-Folien
  • Übungsblätter mit Aufgaben
  • ONYX-Tests
Instruction content/structure
Physik 1:

Vorlesung:

  • Physikalische Messgrößen
  • Kinematik der ein-, zwei- und dreidimensionalen Bewegung
  • Newtons Gesetze der Bewegung
  • Arbeit, Energie und Leistung
  • Impuls und Mehrkörperprobleme, Schwerpunktsberechnung, Stoßprozesse (elastisch, inelastisch)
  • Dynamik der Drehbewegung des starren Körpers, Drehschwingung/Pendelschwingung, Drehimpuls, Kreisel
  • Mechanik deformierbarer Körper
  • Ruhende und strömende Flüssigkeiten und Gase
  • Beschleunigtes Bezugssystem
Werkstofftechnik 1:
  • Einführung: Werkstofftechnik in Industrie und Wirtschaft
  • Aufbau der Werkstoffe
  • Phasenumwandlungen, Zweistoffsysteme, Gefüge
  • Metallische Werkstoffe: physikalische, mechanische Eigenschaften und technologische Eigenschaften
  • Diffusion
  • Werkstoffprüfung: Einteilung der Werkstoffprüfverfahren, zerstörungsfreie Prüfverfahren und zerstörende Werkstoffprüfung, Schadenskunde
  • Struktur- und Gefügeanalyse
  • Eisenwerkstoffe: Eisen-Kohlenstoff-System, Einteilungssyteme für Stähle und Normung, Wärmebehandlung der Stähle und der Gusseisenwerkstoffe,  Eigenschaften, Anwendungsbereiche, Praxisbeispiele: Stähle in der Automobilindustrie
  • Nichteisenmetalle: Einteilungssyteme und Normung, typische Eigenschaften und Anwendung von: Aluminiumlegierungen (Guss- und Knetlegierungen), Nickellegierungen (Nickelbasissuperlegierungen) und Titanlegierungen (Titanaluminide)
  • Verbundwerkstoffe: Einteilung, Normung, Herstellung und Aufbau, Eigenschaften, Anwendung
  • Keramische Werkstoffe: Einteilung, Normung, Herstellung und Aufbau, Eigenschaften, Anwendung
  • Kunststoffe: Einteilung, Herstellung und Aufbau, Eigenschaften, Anwendung
  • Korrosion und Korrosionsschutz
Qualification objectives
Physik 1:
  • Die Studierenden kennen für die Anwendung im Maschinenbau wesentliche physikalische Gesetzmäßigkeiten und verfügen über sicheres Wissen zu physikalischen Grundbegriffen sowie zu physikalischen Größen und ihren Einheiten.
  • Die Studierenden sind vertraut mit Denkmodellen und Methoden des naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinns.
  • Die Studierenden sind in der Lage, soziale und kulturelle Folgen von wissenschaftlichen und technischen Entwicklungen zu erkennen und die daraus resultierende ethische Verantwortung fachlich fundiert und kritisch zu diskutieren.
  • Die Studierenden verfügen über zielorientiertes Denk- und Handlungsvermögen sowie über Durchhaltevermögen und Beharrlichkeit in fachlichen und persönlichen Situationen.
  • Die Studierenden werden befähigt, Sachverhalte physikalisch zu beschreiben und technische Probleme mit physikalischen Methoden zu lösen. Sie können dadurch bei fachlichen und überfachlichen Problemstellungen kreativ nach alternativen Lösungsansätzen suchen.
Werkstofftechnik 1:
  • Die Studierenden kennen die grundlegenden Eigenschaften und Verwendung von Werkstoffen aus verschiedenen Werkstoffklassen.
  • Sie beherrschen die werkstofftechnischen Grundbegriffe und verfügen über sicheres Wissen zu den werkstofftechnischen Prüfmethoden und den darin ermittelten  Werkstoffkennwerten, deren Größen und Einheiten.
  • Die Studierenden verstehen, wie Werkstoffe für bestimmte Anwendungen ausgewählt werden und verfügen über Wissen wie aus dem Beanspruchsprofil eines Bauteils ein Anforderungsprofil des Werkstoffs abgeleitet wird.
  • Sie können aus technologischen Prozessen oder aus dem Betrieb resultierende Eigenschaftsveränderungen der Werkstoffe abschätzen.
  • Sie besitzen grundlegende Kenntnisse zur Schadensbeurteilung und – vermeidung.
  • Die Studierenden erwerben Kompetenzen, um theoretisch erlangtes Wissen lösungsorientiert einzusetzen. Darüber hinaus sind sie in der Lage fachspezifische Problemstellungen zu abstrahieren und neue, fachübergreifende Anwendungen zu generieren.
  • Die Studierenden verfügen über die Fähigkeit zur Arbeit in Teams und können entsprechend kommunizieren, kooperieren sowie bei Konflikten einen Konsens in der Gruppe herstellen und nach gemeinsamen Lösungen zu suchen.
  • Die Studierenden können sich und ihre Arbeitsergebnisse im fachlichen Diskurs professionell präsentieren und dabei methodisch und überzeugend argumentieren.
  • Die Studierenden sind in der Lage, das eigene persönliche und berufliche Handeln hinsichtlich Produktsicherheit, Ressourcenverbrauch, Umwelteinfluss und Wirtschaftlichkeit zu reflektieren und an Kriterien der Nachhaltigkeit auszurichten.
Social and personal skills
No information
Special admission requirements
Recommended prerequisites
Continuation options

M609
Literature
Physik 1:
  • Skript
  • C. Giancoli: Physik: Lehr- und Übungsbuch. Pearson, München,
    2019. ISBN 978-3868943634
  • Recknagel: Physik: Mechanik. Verlag Technik, Berlin, 1990. ISBN 978-3341003770
  • A. Tipler, G. Mosca: Physik: für Studierende der Naturwissenschaften und Technik. Springer, Berlin Heidelberg, 2019. ISBN 978-3662582800
  • Müller: Übungsbuch Physik. Hanser, Leipzig, 2007. ISBN 978-3446407800
Werkstofftechnik 1:
  • Skript
  • W.D. Callister: Materials Science and Engineering: an introduction, 7th ed., 2007
  • B. Heine: Werkstoffprüfung – Ermittlung der Eigenschaften metallischer Werkstoffe, 3. Auflage,   Hanser-Verlag, 2015
  • W. Weißbach: Werkstoffkunde - Strukturen, Eigenschaften, Prüfung, 17. Aufl., Vieweg + Teubner Verlag, 2010
  • R. Schwab: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, 2. Aufl., Wiley-VCH Verlag, 2016
Current teaching resources
Notes
No information
Link to course/learning resources in OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/42927718400
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