Maschinenbau

mit den vier Schwerpunkten: Virtual Engineering, Entwicklung und Konstruktion, Produktion und Management sowie Werkstofftechnik

Modulhandbuch

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Maschinenbau (MA)

PO-Version [  20222  ]

Dokumentation

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Technische Dokumentation:

  • Die Lehrveranstaltung vermittelt Grundkenntnisse zur normgerechten technischen Darstellung von Bauteilen und Baugruppen des Maschinenbaus.
  • Die Studierenden verschaffen sich in der Veranstaltung „Technische Dokumentation“ einen Überblick über die technischen Regelwerke und die Bedeutung der nationalen und internationalen Normung für die Konstruktion und die Anwendung von Maschinenteilen.
  • Die Studierenden erlernen die grundlegenden Techniken des technischen Zeichnens als Informationsmittel für Konstruktion und Fertigung.
  • Die Studierenden erwerben die Fähigkeit zum normgerechten Erstellen, Bemaßen und Lesen technischer Zeichnungen.
  • Die Studierenden verstehen die Bedeutung und Klassifikation möglicher Gestaltabweichungen technischer Oberflächen von Maschinenelementen.
  • Die Studierenden lernen die Notwendigkeit von Maßtoleranzen, Passungssystemen, Oberflächenangaben sowie Form- und Lagetoleranzen für die wirtschaftliche Fertigung und das Zusammenwirken von Maschinenelementen kennen.

CAD

  • Die Studierenden erlernen in der Veranstaltung CAD den Umgang mit einem CAD-Arbeitsplatz, haben einen Überblick über Einsatzbereiche von CAD-Systemen und verstehen die Bedeutung von CAD-Systemen für den betrieblichen Informationsfluss.
  • Die Studierenden erwerben Grundkenntnisse über allgemeine Methoden und Arbeitstechniken zur 3D-Modellierung und Konstruktion von Bauteilen und Baugruppen, zur Definition von Normteilen sowie zur Ableitung von normgerechten Fertigungszeichnungen.
  • Die Studierenden beherrschen die wesentlichen Funktionen eines modernen CAD-Programms und müssen nach Abschluss des Moduls in der Lage sein, selbständig einfache Bauteile und Baugruppen mit einem CAD-System zu modellieren und zu visualisieren sowie daraus technische Zeichnungen zu generieren.
  • Die Studierenden sammeln ihre ersten Erfahrungen in der industriellen Projektarbeit durch das Arbeiten und Problemlösen in Gruppen (durch eine Hausarbeit). Es werden ergänzende Hinweise vermittelt.    

 

 

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Technische Dokumentation und CAD: Klausurarbeit, 90 Min., und Laborarbeit

Hands-on-Labor: Laborarbeit

Klausurnote ist Modulnote; Laborarbeiten müssen m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Ali Daryusi

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor MA - Grundstudium

Veranstaltungen

Technische Dokumentation und CAD

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V1003
SWS 4.0
Lerninhalt

Technische Dokumentation:

  • Grundlagen des Technischen Zeichnens: Zeichnungsformate,
  • Anordnung der Ansichten und Linienarten in technischen Zeichnungen
  • Positionsnummern, Zeichnungsarten, Schriftfelder, Stücklisten und Faltung auf Ablageformat.
  • Bemaßungsregeln und Maßeintragung in Zeichnungen, Längen- und Winkelmaße, technische Oberflächen, Rauheitskenngrößen, Maßtoleranzen, Toleranzangaben, Passungsangaben, Form- und Lagetoleranzen
  • Werkstück-Ansichten, Einzelheiten, Schnittdarstellung
  • Abwicklungen und Durchdringungen
  • Bemaßung von geometrischen Körpern, Angaben zur Oberflächen-behandlung (Härteangaben)
  • Darstellung und Bemaßung von Normteilen und Schweißverbindungen
  • Werkstoffe
  • Die zu behandelnden Themen werden anhand von Übungen vertieft.

CAD:

  • Schematische Zeichnungen
    Grundfließbild, Verfahrensfließbild, RI-Fließbild, MSR-Kreisschemata, elektrotech-nische Schaltpläne
  • Maßstäbliche Zeichnungen
    Zweidimensionale Konstruktionszeichnungen, Zweidimensionale Lage- und Aufstellungsplanung, lsometrien
  • Dreidimensionale Zeichnungen
    Rohrleitungsplanung, Aufstellungsplanung
  • Informationsverarbeitung und Datenbanken
    Anforderungen bei systematischer Anlagenplanung, Informationsflussanalyse bei Anlagenplanung, Integrierte Informationsverarbeitung im Anlagenbau, Integration von EDV-Systemen zur Rohrleitungsplanung auf Basis einer Ingenieurdatenbank, PFPD- ein DV-System für die Erstellung von Prüffolgeplänen und Dokumentation von Bauprüfungen von Anlagen und Teilanlagen
  • Kopplung von CAD mit Berechnungsprogrammen
  • Dokumentation
    rechnergestützt, Grundstruktur Gesamtdokumentation, Projekt, Engineering, Genehmigung, Beschaffung, Anlage, Betrieb, Rückbau, As-built, Dokumenten-kennzeichnung, Anforderungen an den Rohrteile-/Rohrklassenkatalog
  • Anwendung
    Durchgängige CAD-3D-Anlagenplanung, Rohrleitungsplanung mit 3D-CAD, Planung verfahrenstechnischer Anlagen mit CAD-Einsatz
  • Vom CAD zum BIM für TGA
Literatur

Technische Dokumentation:

  • Hoischen, H., Fritz, A.: Technisches Zeichnen - Grundlagen, Normen, Beispiele, Darstellende Geometrie, Geometrische Produktspezifikation, 37. Auflage, Cornelsen-Verlag Berlin, 2020
  • Tabellenbuch Metall mit Formelsammlung, 48. Auflage, Europa-Lehrmittel Verlag, 2019, korrigierter Nachdruck 2020
  • Tabellenbuch Anlagenmechanik für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik,3. Auflage, Westermann, 2018
  • Tabellenbuch Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik, 2. Auflage, Europa-Lehrmittel Verlag, 2012
  • Kurz, U., Wittel, H.: Böttcher/Forberg Technisches Zeichnen. Grundlagen, Normung, Übungen und Projektaufgaben, 26. Auflage, Springer Vieweg Verlag, 2013
  • Labisch, Weber: Technisches Zeichnen - Grundkurs, 4. Auflage, Springer Vieweg Verlag, 2013

CAD:

  • Vorlesungsunterlagen
  • PERINORM

Hands-on-Labor

Art Labor
Nr. M+V0129
SWS 2.0
Lerninhalt

Zerlegen und Montieren technischer, besonders mechanischer Systeme. Beispielhafte Systeme sind verschraubte und mit Dichtungen versehene Rohrleitungen, Stirnradgetriebe und schaltbare Planetengetrieben.

Analysieren der Systeme und Beschreibung der Wirkzusammenhänge und des jeweiligen Aufbaus.

Verknüfung und Festigkung von Lerninhalten anderer Veranstaltungen (z. B. Technische Dokumentation, Werkstofftechnik, Technische Mechanik I) anhand der analysierten Systeme.

Literatur

Es gibt keine zwingende Literatur. Zur Vertiefung empfehlen wir aber: Roloff/Matek Maschinenelemente, Springer: https://doi.org/10.1007/978-3-658-26280-8

Elektro- und Informationstechnik

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Lernziele und Kompetenzen Ingenieurinformatik

Vorlesung:

Die Studierenden

  • kennen einfache Datentypen, Datenstrukturen und Informationsdarstellung im Rechner,
  • können Programmieraufgaben in Form von Algorithmen und Ablaufplänen formulieren,
  • kennen die Grundlagen des Software-Entwicklungsprozesses,
  • kennen die Konzepte der Parallelisierung.

Labor:

Die Studierenden

  • können mit einer integrierten Entwicklungsumgebung umgehen,
  • strukturiert und modular programmieren,
  • Programme testen und in Betrieb nehmen,
  • mit einfachen Anweisung und Kontrollstrukturen umgehen,
  • Datentypen und Datenstrukturen problemgerecht einsetzen,
  • Programmablaufpläne in Programme umsetzen.

Lernziele und Kompetenzen Elektrotechnik I

Die Studierenden

  • kennen Grundbegriffe der Elektrotechnik und können diese kontextbezogen richtig anwenden,
  • können Gleich- und Wechselstromkreise sowie magnetische Kreise berechnen,
  • sind in der Lage, Leistungen in Gleich- und Wechselstromkreisen sowie in Drehstromsystemen zu berechnen,
  • können das Auftreten von Kraftwirkungen und Energien in elektrischen und magnetischen Feldern erläutern und diese für einfache Anordnungen berechnen,
  • erkennen Analogiebeziehungen zwischen elektrischen Strömungsfeldern und elektrischen Feldern in Nichtleitern sowie magnetischen Feldern.

 

 

 

 

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150
Workload 270
ECTS 9.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Elektrotechnik I: Klausurarbeit, 90 Min.

Ingenieursinformatik: Laborarbeit

Gewichtung der Modulnote: 50 % Klausur, 50% Laborarbeit

Modulverantwortlicher

Professorin Dr.-Ing. Grit Köhler

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, MA - Grundstudium

Veranstaltungen

Ingenieursinformatik

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V1006
SWS 4.0
Lerninhalt

Programmiersprachen: C/C++ & MATLAB

Vorlesung:

  • Informationsdarstellung und Zahlensysteme
  • Algorithmen
  • Programmablaufpläne
  • Programmierparadigmen
  • Grundlagen der Softwareentwicklung (Programmiersprachen, Programmaufbau, Kontrollstrukturen, In & Out, Funktionen, …)
  • Komplexe Datentypen (Felder, Strukturen, Enum,…)
  • Zeiger
  • Übergabeparameter (Call by Value, Call by Reference)
  • Parallelisierung
  • Dokumentation
  • Testen und Validieren

 

Labor:

C/C++:

  • Einfache Datentypen und Variablen (Definition, Deklaration)
  • Programmstrukturen
  • Funktionen
  • Erlernen und Vertiefen algorithmischen Denken und Programmierung an unterschiedlichen Beispielen

MATLAB:

  • Skriptsprache vs. Compilersprache
  • Datentypen und Variablen in MATLAB
  • Programmstrukturen und Funktionen in MATLAB
  • Plot-Funktionen in MATLAB
  • Toolboxen
Literatur
  • H. Ernst, J. Schmidt, G. Beneken (2015): Grundkurs Informatik. Springer Vieweg
  • G. Küveler, D. Schwoch (2009): Informatik für Ingenieure und Naturwissenschaftler 1. Vieweg+Teubner
  • U. Stein (2017): Programmieren mit MATLAB. Carl Hanser Verlag

Elektrotechnik I

Art Vorlesung
Nr. M+V0123
SWS 4.0
Lerninhalt
  • ELEKTROTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE
    elektrische Ladung, elektrischer Strom, elektrische Spannung, elektrischer Widerstand, elektrische Leistung, elektrische Energie
  • DER ELEKTRISCHE GLEICHSTROMKREIS
    Netzwerke aus linearen passiven und aktiven Zweipolen, Kirchhoffsche Gesetze, Stromkreisberechnung (Zweigstromanalyse, Maschenstromanalyse, Überlagerungsmethode, Zweipoltheorie), Leistungsumsatz im Stromkreis, Leistungsanpassung
  • DAS ELEKTRISCHE FELD
    Feldbegriff (Quellen- und Wirbelfelder, homogene und inhomogene Felder), elektrisches Feld im Nichtleiter (elektrostatisches Feld und zeitlich veränderliches elektrisches Feld), Verschiebungsfluss und Verschiebungsflussdichte, Verschiebungsstrom, elektrische Influenz, Faradayscher Käfig, Verschiebungs- und Orientierungspolarisation, Kapazität und Kondensatoren, Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren, Energie und Kraftwirkungen im elektrischen Feld
  • DAS MAGNETISCHE FELD
    magnetischer Fluss, magnetische Induktion, magnetische Feldstärke, Materialeinfluss (insbesondere Ferromagnetismus), Durchflutungsgesetz, magnetische Kreise und ihre Berechnung, Analogiebeziehungen zwischen dem elektrischen Strömungsfeld und dem magnetischen Kreis, Analogiebeziehungen zwischen elektrischen und magnetischen Feldern, Ruhe- und Bewegungsinduktion (Lorentzkraft), elektromagnetische Felder, Selbst- und Gegeninduktivität, Induktivität und Spulen, Reihen- und Parallelschaltung von Spulen
  • DER WECHSELSTROMKREIS
    Erzeugung von Wechselspannungen, Wechselgrößen und deren Kennwerte, Leistungen im Wechselstromkreis
  • AUSGEWÄHLTE ANWENDUNGSBEISPIELE
Literatur
  • Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann (Aula-Verlag Wiesbaden, 2000)
  • Grundlagen der Elektrotechnik zum Selbststudium, Dieter Nelles (VDE-Verlag Berlin Offenbach),     Band 1: Gleichstromkreise (2002), Band 2: Elektrische Felder (2003), Band 3: Magnetische Felder (2003), Band 4: Wechselstromkreise (2003)

Grundlagen der Werkstofftechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse der Chemie und Physik auf dem Niveau der Sekundarstufe 2

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Der Erwerb grundlegender Kenntnisse im Bereich der Chemie befähigt die Studierenden zur Erklärung von Verhalten und Eigenschaften von metallischen und nicht-metallischen Werkstoffen. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage auf Grund fundierter Kenntnisse im Bereich metallischer Werkstoffe, diese in Hinsicht auf Ihre Eigenschaften und Verhalten auszuwählen. Die so erworbenen Kenntnisse befähigen die Studierenden dazu ihr Wissen in weiterführenden Lehrveranstaltungen zu vertiefen, sowie im Rahmen von Labortätigkeiten und werkstoffbasiereten Entwicklungsprojekten einzubringen.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 180
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 120 Min.

Modulverantwortlicher

Professor Dipl.-Ing. Dietmar Kohler

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, BT, MA, UT - Grundstudium

Veranstaltungen

Chemie

Art Vorlesung
Nr. M+V0125
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Atome: Aufbau, Isotope, Modelle 
  • Periodensystem der Elemente: Perioden und Gruppen, Periodizität der Eigenschaften: Metallcharakter, Ionisierungsenergie, Elektronegativität 
  • Kernreaktionen: Radioaktivität: natürliche und künstliche, Zerfallskinetik, Kernreaktionen, Kernspaltung, Kernfusion 
  • Chemische Bindung: Atombindung: Einfach-, Doppel-, Dreifachbindung, polare Atombindung, Ionenbindung, Metallbindung, zwischenmolekulare Bindungen 
  • Aggregatzustände: Gasförmiger Zustand: ideale u. reale Gase,
    Flüssiger Zustand: Verdampfungsprozess, Siede- und Gefrierpunkt,
    Fester Zustand: Kristallgitter 
  • Thermodynamik, Kinetik chemischer Reaktionen: Energetik chemischer Reaktionen, Aktivierungsenergie, Reaktionsgeschwindigkeit 
  • Stöchiometrie: chemische Formeln und Molekulargewicht, Stoffmenge
    und Avogadrokonstante, Molvolumen, Reaktionen in Lösung, chemische
    Reaktionsgleichungen, stöchiometrische Massenberechnungen 
  • Chemisches Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Prinzip vom
    kleinsten Zwang 
  • Säuren und Basen: Ionenprodukt des Wassers, pH-Wert, Säure- und
    baseverhalten, Säure- und Basegleichgewichte: pH-Wert-Berechnungen 
  • Redoxreaktionen 
  • Elektrochemie: Elektrolyse, Galvanische Zelle, Korrosion 
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Chemie, C.Mortimer, U. Müller (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 2003)
  • Chemie für Ingenieure, Vinke, Marbach (Oldenbourg, 2013)

Werkstofftechnik I

Art Vorlesung
Nr. M+V0126
SWS 4.0
Lerninhalt

In der Vorlesung werden aufbauend auf den werkstoffkundlichen Grundlagen der Metalle die Änderungen der Eigenschaften durch z. B Legierungselemente und Wärmebehandlungen vorwiegend am Beispiel Stahl entwickelt, beschrieben und erläutert. Dabei werden Tafelarbeit, und Overheadfolien eingesetzt.

Grundlagen der Kristallographie,
Eigenschaften der Metalle
Grundlagen der Legierungen,
Zweistoffsyteme mit Eisen-Kohlenstoffdiagramm
Grundlagen der Wärmebehandlung von Stahl
Werkstoffprüfung
Einfluss der Legierungselemente auf die Eigenschaften von Stahl
Bezeichnungssystem der Stähle
Stahlgruppen
Besprechung ausgewählter Stähle nach EN Normen
Ausblick auf Nichteisenmetalle.

Literatur
  • Werkstoffkunde, Bargel, Schulze (2000)
  • Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, Weisbach (2000)

Maschinenelemente I

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden dieser Lehrveranstaltung erlernen die Grundlagen und die Vorgehensweise der FKM-Richtlinie bzw. der DIN 743 zur Durchführung eines statischen Festigkeitsnachweises und eines Dauerfestigkeitsnachweises und zur Bestimmung einer Sicherheitszahl.

Die Studierenden können festigkeitsmindernde Einflüsse wie Kerbwirkung, Oberflächen- und Größeneinfluss erfassen.

Durch die Behandlung der Thematik zur Festigkeitsberechnung und Gestaltung von Wellen, Achsen, Wälz- und Gleitlagerungen erlangen die Studierenden das erste Grundlagenwissen über die Auslegung von  Zahnradgetrieben. Außerdem erwerben sie die Fähigkeit, diese Grundkenntnisse auf Fragestellungen in der Praxis anzuwenden.

Zur Vertiefung der in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse sind Rechenaufgaben zum Vorlesungsstoff mit Erläuterungen vorgesehen.

Zum Erfassen der Funktion der Berechnung und Gestaltung von Maschinenelementen sind zwei konstruktive Hausarbeiten durchzuführen.

 

 

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min., und Hausarbeit; Hausarbeit muss m. E. attestiert sein

Gewichtung Modulnote: Note der Klausur ist Modulnote

Modulverantwortlicher

Professor Dipl.-Ing. Claus Fleig

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, MA - Grundstudium

Veranstaltungen

Maschinenelemente/Konstruktionslehre I

Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V0130
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Einführung in die Maschinen- und Konstruktionselemente.
  • Grundlagen der Dimensionierungsansätze und Festigkeitsberechnungen: Belastungen und Beanspruchungen, Grundbeanspruchungsarten (Zug/Druck, Biegung, Torsion und Querkraftschub), Flächenpressung und Wälzpaarungen, Vergleichsspannungshypothesen, Zeitlicher Beanspruchungsverlauf, Belastungsfälle, Dauerfestigkeitsschaubilder und Wöhlerlinie, Größeneinflussfaktoren, Kerbspannungen, Formzahlen, Stützwirkung, Kerbwirkungszahlen, Festigkeitskonzepte, Berechnungsrichtlinien (FKM Richtlinie bzw. DIN 743).
  • Tragfähigkeitsberechnung von Wellen und Achsen nach DIN 743 bzw. FKM Richtlinie: Funktion und Wirkung , Gestaltung und Vordimensionierung von Wellen und Achsen, Werkstoff-Festigkeitskennwerte, statischer Nachweis des Vermeidens von bleibender Verformung, Anriss oder Gewaltbruch, dynamischer Nachweis des Vermeidens von Dauerbrüchen, Kontrollberechnungen.
  • Stift- und Bolzenverbindungen
  • Schweißverbindungen
Literatur
  • Schlecht B. Maschinenelemente 1: Festigkeit, Wellen, Verbindungen, Federn, Kupplungen.  Pearson Studium Verlag, 2015
  • Niemann G, Winter H, Höhn B.-R., Stahl K.; Maschinenelemente: Band I: Konstruktion und Berechnung von Verbindungen, Lagern, Wellen. 5. Auflage, Berlin: Springer Verlag. 2019
  • Roloff/Matek. Maschinenelemente: Normung, Berechnung, Gestaltung. 24. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg Verlag. 2019
  • DIN 743. Tragfähigkeitsberechnung von Wellen und Achsen. Teil I, II und III. deutsche Norm. 2012
  • FKM-Richtlinie. Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile. Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM), Frankfurt/Main: VDMA-Verlag. 2012
  • Daryusi A., Vorlesungsskript Maschinenelementen 1, Hochschule Offenburg, 2017

Mathematik I

Empfohlene Vorkenntnisse

Schulkenntnisse Mathematik, evtl. Brückenkurs

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungszusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen zu können und konstruktiv damit umgehen zu können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbstständig zu lösen.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Harald Wiedemann

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, BT, MA, UT - Grundstudium

Veranstaltungen

Mathematik I

Art Vorlesung
Nr. M+V0100
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Wiederholung der Grundlagen
    Zunächst wird das Basiswissen wiederholt (Mengen, Zahlen, Gleichungen und Ungleichungen, Binome, Rechnen mit Brüchen, Potenzen und Logarithmen), Grundlagen der Aussagenlogik
  • Vektoralgebra und analytische Geometrie
    Nach Einführung der Grundbegriffe und Grundlagen werden die Anwendungsmöglichkeiten besprochen und die Anwendung im 3-dimensionalen Raum geübt, der Zusammenhang mit linearen Gleichungssystemen wird dargestellt
  • Funktionen und Kurven
    Anhand wichtiger Funktionen (ganz- und gebrochenrationale Funktionen, Potenz- und Wurzelfunktionen, trigonometrische Funktionen, Exponential- und Logarithmusfunktion, Hyperbelfunktion) wird der Funktionsbegriff und die Darstellung von Funktionen geübt. Den Abschluss bilden Betrachtungen zur Stetigkeit und zum Grenzwert.
  • Differentialrechnung
    Über die Vertiefung des Grenzwertbegriffs wird die Differentialrechnung eingeführt. Die Ableitungsregeln werden an verschiedenen praktischen Beispielen geübt.
  • Folgen und Reihen
    Der Begriff der Folge wird eingeführt, es werden unendliche Reihen, Potenzreihen und die Taylorentwicklung besprochen.
  • Integralrechnung
    Abschluss bildet die Integralrechnung. Bestimmte und unbestimmte Integrale, Ingerationsregeln und -methoden werden besprochen.
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Mathematik II

Empfohlene Vorkenntnisse

Stoff des Moduls Mathematik I

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungzusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen zu können und konstruktiv damit umgehen können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbstständig zu lösen. Durch die bewusste Auswahl an Beispielen und Übungsaufgaben wird der Stoff des Moduls Mathematik I gefestigt.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantwortlicher

Professor Dr. rer. nat. Harald Wiedemann

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, BT, MA, UT - Grundstudium

Veranstaltungen

Mathematik II

Art Vorlesung
Nr. M+V0101
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Lineare Algebra
    Nach Einführung von Determinanten und Matrizen wird der Zusammenhang zu linearen Gleichungssystemen hergestellt. Eigenwerte und Eigenvektoren werden besprochen.
  • Komplexe Zahl
    Die komplexe Zahl und ihre Darstellungsmöglichkeiten werden diskutiert. Dabei werden die Rechenregeln eingeführt und Möglichkeit der Darstellung der komplexe Funktion einer reellen Veränderlichen als Ortskurve vertieft, ebenso die technischen Anwendungen.
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Die Bedeutung der Differentialgleichung und der technische Unterschied zwischen Anfangs- und Randwertproblem werden erläutert. Lösungsmethoden für Differentialgleichungen 1. Ordnung und 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten werden hergeleitet. Die Lösung von linearen Differentialgleichungen n-ter Ordnung mit konstanten Koeffizienten wird sowohl mit dem Exponentialansatz als auch über die Laplace-Transformation gezeigt.
  • Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen
    Den Abschluss bildet die Betrachtung von Funktionen mit mehreren Variablen sowie die Differentiation und Integration dieser Funktione. Substitutionsregeln für Funktionen mehrerer Variabler werden besprochen und auf Koordinatentransformationen angewendet.
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Mechanik I

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können

  • mit den Begrifflichkeiten der Statik sicher umgehen
  • Linien-, Flächen und Volumenschwerpunkte bestimmen
  • mechanische Systeme einordnen und in analysierbare Teilsysteme zerlegen
  • die Lösbarkeit von Teilsystemen beurteilen
  • Lagerkräfte und Schnittlasten ermitteln
  • Reibungsflüsse beurteilen und berücksichtigen
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Kachel

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, BT, MA, UT - Grundstudium

 

Veranstaltungen

Technische Mechanik I

Art Vorlesung
Nr. M+V0104
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Einführung, Lehrsätze der Statik
  • Kraftvektoren, Vektorrechnung
  • Gleichgewicht am Punkt
  • Resultierende von Kräftesystemen
  • Gleichgewicht eines starren Körper
  • Fachwerke und Systeme starrer Körper
  • Schnittgrößen
  • Reibung
  • Schwerpunkte
Literatur
  • Hibbeler R. Technische Mechanik 1: Statik. München: Pearson Education. 2006
  • Gross D, Hauger W, Schnell W, et al. Technische Mechanik: Band 1: Statik. Berlin: Springer. 2004
  • Romberg O, Hinrichs N. Keine Panik vor Mechanik!. Wiesbaden: Vieweg. 2006

Mechanik II

Empfohlene Vorkenntnisse

Technische Mechanik I, Mathematik I

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können:

  • kritische Stellen bezüglich des Versagens von mechanischen Strukturen erkennen
  • Zug/Druck-, Biege- und Schubspannungen in mechanischen Strukturen berechnen
  • Zusammenhänge zwischen Spannungen und Dehnungen/Formänderungen herstellen und denmAnwendungsbereich für linear-elastisches Verhalten abstecken
  • die für verschiedene Belastungsfälle (Zug, Druck, Biegung, Torsion und Knickung) begrenzenden Spannungen identifizieren
  • komplexe Belastungssituation als Überlagerung einfacher Belastungsfälle zusammensetzen
  • Spannungen und Verformungen aus Temperaturänderungen ermitteln
  • Spannungstransformationsgleichungen und Mohrschen Spannungskreis anwenden
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantwortlicher

Professor Dr.-Ing. Thomas Seifert

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, MA - Grundstudium

Veranstaltungen

Technische Mechanik II

Art Vorlesung
Nr. M+V0105
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Lineare Elastizitätstheorie (mit Wärmedehnung)
  • Hookesches Gesetz für Normal- und Schubspannungsbeanspruchung
  • Zug und Druck
  • Torsion (rotationssymmetrische Vollquerschnitte, geschlossene dünnwandige Hohlquerschnitte)
  • Biegung
  • Querkraftschub
  • Spannungstransformation, Mohrscher Spannungskreis, (Spannungshypothesen)
  • Knicken
  • Wöchentliche Übungen
Literatur
  • Technische Mechanik 2, Festigkeitslehre, Russell C. Hibbeler (Pearson, 2006)
  • Keine Panik vor Mechanik, Romberg, Oliver. Hinrichs, Nikolaus, Wiesbaden, 2008
  • Technische Mechanik 2: Elastostatik, Gross D, Hauger W, Schnell W (Springer, 2000)
  • Technische Mechanik Band 2: Festigkeitslehre, B. Assmann (Oldenbourg, 2003)
  • Technische Mechanik, Band 3: Festigkeitslehre, Holzmann G, Meyer H, Schumpich G (Teubner, 2000)

Physik

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Ingenieurin/Der Ingenieur der Biomechanik benötigt die physikalischen Grundlagen für das Verständnis der im Studium folgenden Fachvorlesungen und insbesondere für alle technischen Fachgebiete in der Praxis.

Die Studierenden müssen in der Lage sein, grundlegende physikalische Aufgabenstellungen zu lösen. Dazu gehört die Anwendung von Erhaltungssätzen, Bewegungsgleichungen und Ergebnissen der modernen Physik.

In der Vorlesung Physik werden die physikalischen Zusammenhänge anhand konkreter Beispiele vorgestellt, entwickelt, beschrieben und erläutert und die Anwendung spezieller mathematischer Methoden geübt.

Im Praktikum macht die weitgehend selbst aufgebaute Versuchsanordnung, die auch modernen Apparate zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien, das Zusammenspiel der benutzen Komponenten und ihre Beeinflussbarkeit durch den /die Experimentator*in deutlich. In den Versuchen wird die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse eingeübt. Ebenso muss sich der/die Experimentator*in mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut machen.

Die Experimente werden in kleinen, betreuten Gruppen bearbeitet. Die Schlüsselkompetenzen Kommunikationsfähigkeit und Teamfähigkeit sowie die Umsetzung theoretischer Grundlagen in praktische Anwendungen werden eingeübt.

Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Physik: Klausurarbeit, 90 Minuten, Gewichtung: Note ist Modulnote

Labor Physik: Laborarbeit (muss m. E. attestiert sein); Gewichtung: -

Modulverantwortlicher

Professor Dr.-Ing. Christian Ziegler

Empf. Semester 1 und 2
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM, BT, MA, UT - Grundstudium

Veranstaltungen

Physik

Art Vorlesung
Nr. M+V0102
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Physikalische Größen und mathematische Grundlagen
    Definitionen und Maßeinheiten; eine Auswahl mathematischer Verfahren in der Physik
  • Mechanik
    Kinematik und Dynamik: Grundgesetze der klassischen Mechanik;
    Mechanik des Massenpunktes;
    Arbeit, Energie und Leistung;
    elastischer und inelastischer Stoß;
    Mechanik des starren Körpers, Translation und Rotation;
  • Wärme
    spezifische Wärme; Wärmeausdehnung
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2019)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2019)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2018)

Physiklabor

Art Labor
Nr. M+V0103
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Praktikum wird in einfachen Versuchen die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse geübt und sich mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut gemacht.
Die Experimente werden in kleinen betreuten Gruppen bearbeitet. Am Ende eines jeden Versuchs steht die Anfertigung eines Laborberichts. Dieser beinhaltet neben den theoretischen Grundlagen des Versuchs eine geeignete Darstellung der wichtigsten Ergebnisse inklusive einer Abschätzung der Fehler im Rahmen einer Fehlerrechnung.
Für jeden Versuch ist ein Laborbericht zu erstellen.

Literatur
  • Physikalisches Praktikum, D. Geschke (Teubner, 2001)
  • Praktikum der Physik, W. Walcher (Teubner, 2000)
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)

Technologie

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden

  • gewinnen einen Überblick über verschiedene Fertigungsverfahren nach DIN 8580 (Urformen, Umformen, Trennen, Fügen, Beschichten), deren Anwendungsmöglichkeiten sowie Einblicke in moderne Verfahren der additiven Fertigung.
  • sind in der Lage, die spezifischen Eigenschaften polymerer Werkstoffe anhand der Herstellung mit speziellen Additiven zu erklären sowie die Eigenschaften fertigungs- und anwendungsbezogen zu optimieren.
  • besitzen aufgrund der in den Werkstoffprüflaboren (Metalle, Kunststoffe) erworbenen Materialkenntnisse die Kompetenz, derartige Werkstoffe in der Fertigung und Anwendung optimal einzusetzen und mechanisch zu bearbeiten.
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60
Workload 120
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantwortlicher

Professor Dr.-Ing. Günther Waibel

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor MA - Grundstudium

Veranstaltungen

Werkstofftechnik II

Art Vorlesung
Nr. M+V0127
SWS 2.0
Lerninhalt

Kunststoffe
- Einteilung
- Makromolekularer Aufbau
- Herstellung
- Additive
- Werkstoffeigenschaften
- Prüfverfahren

Keramiken
- Einteilung
- Herstellung
- Werkstoffeigenschaften
- Prüfverfahren

Literatur
  • W. Weißbach: Werkstoffkunde - Strukturen, Eigenschaften, Prüfung, Vieweg + Teubner Wiesbaden, 2010
  • M.F. Ashby, D.R.H. Jones: Werkstoffe 2: Metalle, Keramiken und Gläser, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe, Elsevier München, 2006
  • H.-J. Bargel, G. Schulze: Werkstoffkunde, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005
  • G. Erhard: Konstruieren mit Kunststoffen, Carl Hanser Verlag München, 2008
  • M. Bonnet: Kunststoffe in der Ingenieuranwendung, Vieweg+Teubner Wiesbaden, 2009
  • Brevier Technische Keramik, Verband der keramischen Industrie e.V. (Fahner Verlag, 2003)

Grundlagen Fertigungsverfahren

Art Vorlesung
Nr. M+V0128
SWS 2.0
Lerninhalt

Grundlagen der Fertigungsverfahren

1. Einteilung der Fertigungsverfahren

  • Urformen
  • Umformen
  • Trennen
  • Fügen
  • Beschichten
  • Stoffeigenschaften ändern

2. Urformen

  • Form- und Gießverfahren, Beispiel
  • Gusswerkstoffe
  • Kokillengießen
  • Feingießen
  • Kunststoffspritzguss
  • Additive Fertigung (3D-Druck)

3. Umformen und Betriebsmittel

  • Einteilung der Umformverfahren, Beispiele
  • Biegeumformen
  • Tiefziehen
  • Fließpressen
  • Walzen
  • Andere Verfahren

4. Trennen

  • Einteilung der Verfahren, Beispiele
  • Grundlagen der Zerspanung
  • Drehen
  • Bohren
  • Fräsen
  • Andere Verfahren

5. Fügen

  • Fügeverfahren, Beispiele
  • Kraft-, Form-, Stoffschlüssiges Fügen
  • Pressverbindungen
  • Schnappverbindungen
  • Kleben, Löten, Schweißen
  • Montagetechniken
  • Handhaben & Montieren

6. Beschichten

  • Verfahren und Beispiele
  • Lackieren
  • Galvanisieren (Verchromen/Verzinken)
  • Drucken und Beschriften
  • Elektrostatisches Beschichten
  • Auftragsschweißen
  • Vakuumbedampfen
Literatur
  • Bargel/Schulze: Werkstoffkunde, Hermann Schroedel Verlag, Hannover
  • Autorenkollektiv: Fachkunde für Metallberufe:Verlag Europa Lehrmittel,Wuppertal
  • Fritz/Schulze: Fertigungstechnik, VDI Verlag, Düsseldorf 1998
  • König, W.: Fertigungsverfahren Band 4, VDI Verlag, Düsseldorf 1998

Weiterführende Literatur:

  • Spur/Bührig-Polaczek/Michaeli: Edition Handbuch der Fertigungstechnik, Carl Hanser Fachbuchverlag, 2013
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