Mechatronik und Autonome Systeme

Modulhandbuch

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Mechatronik und autonome Systeme (MKA)

PO-Version [  20202  ]

CAD und Fertigungsverfahren

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sollen sowohl einzelne Werkstücke als auch Gesamtzeichnungen fehlerfrei darstellen können sowie einen Eindruck der Konstruktion mit komplexen CAD-Programmen erhalten.
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 Maschinenelementen.
  • Die Studierenden erlernen die grundlegenden Techniken des technischen Zeichnens als Informationsmittel für Konstruktion und Fertigung, das Erstellen und Lesen technischer Zeichnungen.
  • Die Studierenden verstehen die Bedeutung und Klassifikation möglicher Gestaltabweichungen technischer Oberflächen von Maschinenelementen.
  • Die Studierenden lernen die Notwendigkeit von Toleranzen, Passungssystemen und Oberflächenangaben für die wirtschaftliche Fertigung und das Zusammenwirken von Maschinenelementen kennen.

CAD

  • Die Studierenden erlernen in der Veranstaltung CAD Grundlagen 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, Baugruppen, zur Definition von Normteilen sowie zur Ableitung von Fertigungszeichnungen mit 3D-CAD-Systemen.
  • Die Studierenden 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. Daneben werden ergänzende Hinweise vermittelt.
Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 210 h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60, Hausarbeit und Laborarbeit

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Ali Daryusi

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK Grundstudium
Bachelor MK-plus Grundstudium

Veranstaltungen

Technische Dokumentation

Art Vorlesung
Nr. M+V603
SWS 2.0
Lerninhalt

Grundlagen des Technischen Zeichnens:                                                                                           Zeichnungsformate, Projektionsarten, Anordnung der Ansichten und Linienarten in technischen Zeichnungen


• Bemaßungsregeln und Maßeintragung in Zeichnungen, Längen- und Winkelmaße, technische Oberflächen, Rauheitskenngrößen, Maßtoleranzen, Toleranzangaben, Passungsangaben, Form- und Lagetoleranzen


• Werkstück-Ansichten, Einzelheiten, Freistiche, Zentrierbohrungen, Schnittdarstellung

• Bemaßung von Kegel, Pyramide und Keil, Angaben zur Oberflächenbehandlung (Härteangaben)

• Darstellung von Gewinden und Gewindefreistichen, Schrauben, Senkungen, Werkstückkanten

• Darstellung und Bemaßung von Welle-Nabe-Verbindungen, Wellendichtungen, Federn,   Sicherungsringen, Wälzlagern, Zahnrädern, Schweißverbindungen, Schweißnahtarten

• Positionsnummern, Zeichnungsarten, Schriftfelder, Stücklisten und Faltung auf Ablageformat.

• Die zu behandelnden Themen werden anhand von Übungen vertieft.

 

Literatur

Klein, Einführung in die DIN-Normen, Teubner Stuttgart, 2001
Viebahn, Technisches Freihandzeichnen, Springer, 2009
Böttcher, Forberg, Technisches Zeichnen, Teubner Stuttgart, 2008
Hoischen, H., Technisches Zeichnen, 32. Auflage, Berlin, Cornelsen-Verlag, 2009
Fischer, U., Tabellenbuch Metall mit Formelsammlung, Europa-Lehrmittel Verlag, 2008

 

 

Grundlagen Fertigungsverfahren

Art Vorlesung
Nr. M+V611
SWS 2.0
Lerninhalt

Grundlagen der Zerspanung mit geometrisch definierter Schneide
Kinematik der Zerspanung
Spanungsgrößen, Spanbildungsvorgang, Spanarten und Spanformen
Mechanische, thermische und chemische Beanspruchung beim Spanen
Schneidstoffe, Werkzeugverschleiss,Kühlschmierstoffe
Zerspanbarkeit und Gefüge bei Eisenwerkstoffen
Zerspanbarkeit von Stählen, Eisengusswerkstoffen und Aluminiumlegierungen

Drehen:
Drehverfahren, Drehwerkzeuge
Oberfläche beim Drehen, Werkstückspannelemente, Technologie beim Drehen, Kraft- und Leistungsermittlung, Ermittlung der Zeiten und Wege, Fehler beim Drehen und deren Behebung
Bohren, Senken, Reiben:
Bohrverfahren, Zerspanprozess Bohren am Beispiel eines Wendelbohrers, Bohrwerkzeuge, Bohrerspannelemente, Technologie beim Bohren, Kraft- und Leistungsermittlung, Wege und Zeiten, Fehler beim Bohren, Senken, Reiben, Gewindebohren

Fräsen:
Fräsverfahren, Walzenfräsen/Umfangsfräsen, Stirnfräsen, Drehfräsen, Gewindefräsbohren, Werkzeugspannelemente, Technologie beim Fräsen, Fehler beim Fräsen.
Weitere spanende Fertigungsverfahren.

Literatur

Blume, F., Einführung in die Fertigungstechnik, VEB, 1990

Fritz/Schulze, Fertigungstechnik, VDI, 1995

König, W., Fertigungsverfahren Bd.1,2, VDI, 1990

Spur, G, Stöferle, T., Handbuch der Fertigungstechnik, Bd. 3/2 Spanen, Carl Hanser, 1980

Tschätsch, H., Handbuch der Spanenden Formgebung, Hoppenstedt, 1991

Schönherr, H., Spanende Fertigung, Oldenbourg, 2002

Schulz, H., Vorlesungsskipt Fertigung und Werkzeugmaschinen, 2000

Vieregge, G., Zerspanung der Eisenwerkstoffe, Bd. 16, Stahleisen, 1970

Grundlagen CAD

Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V604
SWS 2.0
Lerninhalt

• Einführung in die Arbeit mit 3D-CAD-Systemen und Systemgrundlagen: Funktionsstruktur und Aufbau von CAD-Systemen, Benutzeroberfläche, Ansichtsmanager, Modellinformationen


• Basiskonstruktionselemente und Modellreferenzen: Koordinatensysteme, Bezugsebenen und Achsen

• Skizzieren und Skizziermethodik: Erzeugung , Bemaßung und Bedingungen von Skizzen

• Bauteilmodellierung und -bearbeitung: Profil- und Rotationskörper, gezogene Teile, Verbundkörper, Rundungen und Fasen, Bohrungen und Gewinde, Rippen, Erstellung von Mustern, Kopieren, Spiegeln und Bewegen von Konstruktionselementen, Flächenmodellierung, Modellanpassungen, Einsatz von Normteilbibliotheken

• Baugruppenmodellierung: Einbau, Austausch und Anpassung von Komponenten, Entwurf von Baugruppenstruktur, Skelettmodelle, Baugruppeninformation

• Zeichnungsableitung aus dem 3D-Modell: Zeichnungseinstellungen, Ableitung normgerechter Zusammenbauzeichnung und Einzelteilzeichnungen, Erzeugung von Modellansichten, Bemaßung, Form- und Lageabweichungen, Oberflächenangaben, Passungen, Erstellung von Stücklisten.

Literatur

Köhler, P., Pro/ENGINEER Praktikum. Einführende und fortgeschrittene Arbeitstechniken der parametrischen 3D-Konstruktion mit Wildfire 5.0., 5. Auflage, Wiesbaden, Vieweg + Teubner Verlag, 2010
Wyndorps, P., 3D-Konstruktion mit Pro/ENGINEER Wildfire 5.0., 5. Auflage, Europa-Lehrmittel Verlag. 2010
Daryusi, A., CAD Grundlagen. Manuskript, Hochschule Offenburg, 2011
Hoischen, H., Technisches Zeichnen, 32. Auflage, Berlin, Cornelsen-Verlag, 2009
Fischer, U., Tabellenbuch Metall mit Formelsammlung, Europa-Lehrmittel Verlag, 2008
Klein, Einführung in die DIN-Normen, Teubner Stuttgart, 2001

Elektrotechnik I

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse in Mathematik auf dem Niveau der Sekundarstufe

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen und beherrschen die physikalischen Grundlagen der Elektrotechnik.

Sie verstehen die Gesetze beim Fließen eines elektrischen Stromes gelten und können erklären, welche Eigenheiten Materialien dabei zeigen.

Es wird veranschaulicht, dass Ladungen und Ströme elektrische und magnetische Felder erzeugen können. Ihre Wirkung zeigt sich zum Beispiel bei Kondensatoren, Spulen, Motoren, Generatoren, Kommunikationssystemen und vielen weiteren Anwendungen.

Die Studierenden können grundlegende Zusammenhänge der Feldgrößen mathematisch beschreiben.
Sie schaffen die Voraussetzungen für ein erfolgreiches Studium.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Michael Schmidt

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, MK-plus Grundstudium

Veranstaltungen

Elektrotechnik I

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI306
SWS 4.0
Lerninhalt

Netzwerke

  • Berechnungen nach Kirchhoff, Strom-/Spannungsquellen-Ersatzschaltungen
  • Energie, Leistung

Strömungsfelder

  • Strom, Stromdichte, Feldstärke
  • Spannung, elektrisches Potential, Berechnung von Strömungsfeldern

Elektrische Felder

  • Ladung, Potential, Spannung
  • Energie und Kräfte im elektrischen Feld
  • Berechnung von symmetrischen Feldern
  • Überlagerung von Feldern
  • Kapazitätsberechnungen

Magnetische Felder

  • Magnetische Induktion, magn. Fluss, magn. Umlaufspannung
  • Magnetische Felder in Luft und Eisen
  • Induktionsgesetz, Selbstinduktion
  • Bewegte Ladungen im magn. Feld
  • Kräfte im magn. Feld
Literatur

Zastrow, D., Elektrotechnik, Wiesbaden, Vieweg, 2004

Weißgerber, W., Elektrotechnik für Ingenieure 1, Wiesbaden, Vieweg, 1992

Frohne, H., Löcherer K.-H., Müller, H., Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, Wiesbaden, Teubner, 2005

Elektrotechnik II

Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematik I (MK-01) und Elektrotechnik I (MK-05)

 

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen
  • Die Studierenden erwerben das grundlegende Verständnis für die Beschreibung von linearen Schaltungen und einfachen Systemen.
  • Sie lernen das Verhalten der Basisbauelemente Widerstand, Kondensator und Spule kennen und beherrschen die Wirkungsweise einfacher Kombinationen dieser Elemente, also einfache Filter und Schwingkreise als Funktion der Frequenz.
  • Sie vermögen Sinussignale in komplexer Form sowie beliebige periodische Signale mit Hilfe der Fourierreihenentwicklung zu beschreiben und sie überblicken die Beeinflussung der Signale durch lineare Schaltungen.
Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dipl.-Ing. Stefan Hensel

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Grundstudium
Bachelor MK-plus, Grundstudium

Veranstaltungen

Elektrotechnik II

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI307
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Beschreibung von Wechselgrößen
  • Vom Zeigerdiagramm zur komplexen Darstellung von Strömen und Spannungen
  • Sinusförmige Ströme und Spannungen an Widerstand, Spule und Kondensator, sowie einfache Netzwerke, Ortskurven
  • Schwingkreise und Filter
  • Dreiphasensysteme
  • Transformatoren
  • Fourierreihenentwicklung
Literatur

Weißgerber, W., Elektrotechnik für Ingenieure 2, Wiesbaden, Vieweg, 2000

Ingenieur-Informatik

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Studierenden kennen die grundlegenden Konzepte der prozeduralen Programmierung und Modellierung. Sie können modulare Programme erstellen, in Betrieb nehmen, testen und dokumentieren. Sie können mit einer integrierten Entwicklungsumgebung (Editor, Compiler, Linker, Debugger, Projektverwaltung) umgehen. Prozedurale Softwaresysteme können mittels Strukturdiagrammen entworfen werden.

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

Klausur K90, Laborarbeit

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Grundstudium
Bachelor MK-plus, Grundstudium
Bachelor EI, Grundstudium
Bachelor EI-plus, Grundstudium

Veranstaltungen

Ingenieur-Informatik

Art Vorlesung
Nr. EMI203
SWS 2.0
Lerninhalt

- Informationsdarstellung und Zahlensysteme
- Einführung Bool`sche Algebra
- Prozedurale Programmierung in C
- Aufbau eines C Programms (Dateien, Funktionen, Header, Variablen)
- Console Input/Output - Operatoren und Konstanten
- Kontrollstrukturen (Sequenz, Schleife, Abfrage) und strukturierte Programmierung
- Structure Charts, Nassi-Shneiderman Diagramme und Flußdiagramme
- Komplexe Datentypen (Arrays, Structs, Unions, Bitfields, Enumerations)
- Zeiger auf primitive und komplexe Datentypen
- Übergabeparameter (Call by Value und Call by Reference)
- File Input/Output und gängige Datenformate
- Dynamisches Memorymanagement
- Präprozessor
- Zeitfunktionen und deren Anwendung
- Grundlegende Algorithmen (Sortieren und Suchen)
- Rekursive Programmierung
- Modularisierung mittels Dynamic Link Libaries (DLL)
- Dokumentation mit doxygen
- Einführung Software Testing

Literatur

Wolf, J., C-Programmierung verständlich erklärt, Galileo Computing, 2010
Helmut, E., C Programmieren von Anfang an, 15. Auflage, Reinbek bei Hamburg, Rowohlt-Taschenbuch-Verlag, 2008
Ernst, H., Schmidt J., Beneken G., Grundkurs Informatik, 5. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015
RRZN: Standard-C-Programmierung, 2. Auflage, Leibniz Universität Hannover, 2011

Labor Ingenieur - Informatik

Art Labor
Nr. EMI204
SWS 2.0
Lerninhalt

Implementierung exemplarischer Programme
- Operatoren und Konstanten
- Console Input/Output
- Kontrollstrukturen (Sequenz, Schleife, Abfrage) und strukturierte Programmierung
- Komplexe Datentypen
- Übergabeparameter (Call by Value und Call by Reference)
- File Input/Output mit Comma-Separated-Values Dateien (*.csv)
- Fakultätsberechnung mittels rekursiver Funktion
- Sortieren mit Bubblesort
- Dynamisches Memorymanagement und Pointerarithmetik
- Towers of Hanoi (rekursiver Algorithmus)

Literatur

Wolf, J., C-Programmierung verständlich erklärt, Bonn, Galileo Computing, 2010
Helmut, E., C Programmieren von Anfang an, 15. Auflage, Reinbek bei Hamburg, Rowohlt-Taschenbuch-Verlag, 2008
Ernst, H., Schmidt J., Beneken G., Grundkurs Informatik, 5. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015
RRZN: Standard-C-Programmierung, 2. Auflage, Leibniz Universität Hannover, 2011

 

Mathematik I

Empfohlene Vorkenntnisse

Gute Mathematikkenntnisse, Niveau mindestens Fachhochschulreife

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls

  • verfügen die Studierenden über Kenntnisse und Methoden zur Beschreibung des dreidimensionalen Raums mit Hilfe der Vektor- und Matrixrechnung,
  • verfügen über einen differenzierten Begriff der Darstellung verschiedenster mathematischer Zusammenhänge mit Hilfe von Funktionen,
  • und haben ein Verständnis dafür entwickelt, wie die Differential- und Integralrechnung zur Lösung einer Vielzahl von Problemen aus dem naturwissenschaftlichen Bereich eingesetzt werden können.

 

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60 h
Workload 180
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulprüfung für "Mathematik I" (K90 mit PA-Anteil)

Leistungspunkte Noten

6 Creditpunkte

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Eva Decker

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MKp Grundstudium
Bachelor MK Grundstudium

Veranstaltungen

Mathematik I

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI301
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Lineare Algebra: Vektoren und Matrizen / Vektor- und Matrixrechnung / lineare Gleichungssysteme / Determinanten
  • Analytische Geometrie: Skalarprodukt / Winkelberechnung in 3D / normierte und projizierte Vektoren / Kreuzprodukt / Spatprodukt / Geraden- und Ebenendarstellung in 3D / Abstände und Schnittmengen von Punkten, Geraden, Ebenen / Näherungslösung überbestimmter Gleichungssysteme
  • Funktionen und Kurven: Beschreiben, Umkehren, Verketten von Funktionen / Polynome / Interpolation / gebrochenrationale, Potenz-, Wurzel-, trigonometrische, Arkus-, Exponential-, Logarithmus-, Hyperbel-, Area-Funktionen
  • Differentialrechnung von Funktionen einer Variablen: Zahlenfolgen / Grenzwerte / Stetigkeit / Differenzierbarkeit / Ableitungen und Ableitungsregeln / Kurvendiskussion / Extremwertaufgaben
  • Integralrechnung von Funktionen einer Variablen: Stammfunktionen / Flächeninhalte unter Kurven / Fundamentalsatz / Grundintegrale / Integrationsregeln und -methoden / numerische Integration / Anwendungen
Literatur

Papula, L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2014.

Papula, L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015.

Papula, L., Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler, 10. Auflage, Wiesbaden, Vieweg + Teubner Verlag, 2009

Papula, L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Klausur- und Übungsaufgaben, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg + Teubner Verlag, 2010

Mathematik II

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Mathematik I

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls

  • verfügen die Studierenden über die Grundlagen zum Umgang mit komplexen Zahlen und können hierauf aufbauend deren Anwendung in verschiedenen Bereichen der Ingenieurwissenschaften
  • sind die Studierenden vertraut mit der Differential- und Integralrechnung mehrerer Variablen und können insbesondere Optimierungsprobleme (Extremwertprobleme) lösen und sind in der Lage, Anwendungsprobleme als Bereichsintegrale zu formulieren, dabei kartesiches, Zylinder- und Kugelkoordinaten angemessen einzusetzen und Mehrfachintegrale zu berechnen.
  • sind die Studierenden in der Lage, Potenz- bzw. Fourierreihendarstellungen angemessen für Approximationsprobleme einzusetzen.
  • Die Studierenden erfassen technische dynamische Vorgänge mittels Differenzialgleichungen und beherrschen grundlegende Lösungstechniken.
Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulprüfung für "Mathematik II" (K90 mit PA-Anteil)

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Eva Decker

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, MK-plus Grundstudium

Veranstaltungen

Mathematik II

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI302
SWS 8.0
Lerninhalt
  • Komplexe Zahlen: Imaginäre Einheit i / Rechenregeln für komplexe Zahlen / Gaußsche Zahlenebene / kartesische Form, Polarformen (trigonometrisch, exponentiell) / Anwendung / Potenzieren, Radizieren / Fundamentalsatz der Algebra
  • Vertiefung der Analysis einer Variablen, insbesondere Kurven in Parameterform, Polarkoordinaten
  • Potenzreihenentwicklungen: Zahlenfolgen / Zahlenreihen / Potenzreihen / Taylorreihe / Näherungspolynome
  • Fourierreihenentwicklungen: Trigonometrische Polynome, Fourierpolynome bzw. Fourierreihen. 
  • Differentialrechnung für Funktionen mehrerer Variablen: Grafische Darstellung / Partielle Differentiation / Ableitungen höherer Ordnung / Tangentialebenen / vollständiges Differential / Extremwertanalyse ohne und mit Nebenbedingung
  • Integralrechnung für Funktionen mehrerer Variablen: Anwendungen / kartesische und Polarkoordinaten / Zylinder- und Kugelkoordinaten / Doppel- und Dreifachintegrale / Anwendungen / Masse und Massenträgheitsmoment eines inhomogenen Körpers
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen:Definitionen / Schwingungsgleichung / Integrationskonstanten / Trennung der Variablen / Inhomogene DGL 1. Ordnung / lineare DGL 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten / freie, gedämpfte, erzwungene Schwingung / Resonanz

 

 

Literatur

Papula, L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2014.

Papula, L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015.

Papula, L., Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler, 10. Auflage, Wiesbaden, Vieweg + Teubner Verlag, 2009

Papula, L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Klausur- und Übungsaufgaben, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg + Teubner Verlag, 2010

Messtechnik und Elektronik

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Erfassen einfacher Messproblematiken für elektrische Größen.
Die Studierenden sind zur qualitativen Erkennung und quantitativen Erfassung von Messfehlern befähigt.

Unterscheidungsfähigkeit bezüglich geeigneter und ungeeigneter Messverfahren.
Die Studierenden können elektronische Schaltungen mit nichtlinearen Bauelementen beschreiben und analysieren.
Selbständiges Entwerfen einfacher Schaltungen mit Dioden und Transistoren bei gegebenen elektrischen und thermischen Anforderungen.

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

Klausur K90, Laborarbeit

Modulverantwortlicher

Prof. Dipl.-Ing. Christian Klöffer

Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK Grundstudium,

Bachelor MK-plus Grundstudium

Veranstaltungen

Messtechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI310
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Was ist Messen?
  • Signalflussbilddarstellung idealer und realer Messprozesse
  • Mathematische Fehlerbeschreibung, systematische und zufälligeFehler; Fehlerfortpflanzung

Spannungs- und Strommessung:

  • Anzeigefehler, Belastungsfehler
  • Innenwiderstände
  • Widerstandsmessmethoden und ihre Fehler

Brückenschaltungen:

  • Abgleichbrücke zur Widerstandsmessung
  • Ausschlagbrücke in der Sensorik
  • Belastungsfehler.

 

Literatur

Mühl T., Einführung in die elektrische Messtechnik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner-Verlag, 2006

 

Elektronik

Art Vorlesung
Nr. EMI311
SWS 2.0
Lerninhalt

- Dioden: Nichtlineares Verhalten, linearisierte Kleinsignalbeschreibung,
differentieller Widerstand, Anwendungen.

- Zenerdioden: Spannungsstabilisierungs- und Spannungsbegrenzungsschaltungen.

- Transistoren: Modell als nichtlineare gesteuerte Quelle, Linearisierung.
Grundschaltungen, Arbeitspunkteinstellung und Empfindlichkeit; Gegenkopplung.
Kleinsignalverstärkung, Eingangs- und Ausgangs- Widerstand, Belastungseffekte.                                 Mehrstufige Verstärker.

- Transistor als Schalter: Funktion, Ansteuerung, Schaltverluste, Schaltzeiten.
Anwendungen in der Digitaltechnik und Leistungselektronik.

- Verlustleistung und thermische Auslegung: Wärmeumsatz, Wärmewiderstand,
Kühlung und Kühlkörperdimensionierung.

 

Literatur

Tietze, U., Schenk, C., Gamm, E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2016

Labor Messtechnik und Elektronik

Art Labor
Nr. EMI312
SWS 2.0
Lerninhalt

Laborversuche zu folgenden Themen:

  • Messen mit dem Digitalen Multimeter, Fehleranalyse, belastete Messobjekte
  • Abgleich- und Ausschlagbrücken zur Widerstandsbestimmung; Leistungsanpassung
  • Messen zeitveränderlicher Größen mit dem Oszilloskop
  • Ideale Kondensatoren und Filter
  • Frequenzabhängige Netzwerke (Wien-Brücke und Serienschwingkreis)
  • Grundschaltungen mit bipolaren Transistoren

 

Literatur

Mühl T., Einführung in die elektrische Messtechnik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner-Verlag, 2006

Physik

Empfohlene Vorkenntnisse

Kenntnisse der Mathematik und Physik auf dem Niveau der Sekundarstufe

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden lernen, grundlegende physikalische Probleme zu analysieren und zu lösen. Dazu gehört das Erkennen von Zusammenhängen, die Anwendung von Gesetzmäßigkeiten und das Beherrschen verschiedener Methoden der Beschreibung und Modellbildung physikalischer Vorstellungen.

Dauer 1
SWS 10.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 150 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 270 h
ECTS 9.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120, LA

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Christoph Nachtigall

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK Grundstudium
Bachelor MK-plus Grundstudium

Veranstaltungen

Physik

Art Vorlesung
Nr. EMI802
SWS 8.0
Lerninhalt

Die LV gliedert sich folgendermaßen:

  • Mechanik: Kinematik des Massenpunktes, Dynamik, Arbeit, Energie und Leistung, Stoß, Rotation starrer Körper, Mechanik starrer Körper, ausgewählte Kapitel der Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen, Strömungen realer Gase und Flüssigkeiten, Schwingungen und Wellen
  • Optik: Linsen, Prismen, Brechung, Abbildung, Reflexion, Optische Instrumente
    Thermodynamik: Wärmeenergie und Temperatur, Hauptsätze der Thermodynamik, Elementare Zustandsänderungen und Kreisprozesse
Literatur

Hering, E., Martin, R., Stohrer, M., Physik für Ingenieure , Stohrer, 12. Auflage, Springer-Verlag, 2016

Labor Physik

Art Labor
Nr. EMI803
SWS 2.0
Lerninhalt

Es werden von den Studierenden insgesamt sechs Laborversuche aus den Themenbereichen Mechanik, Optik und Thermodynamik durchgeführt.

Literatur

Walcher, W., Elbel, M., Praktikum der Physik, 9. Auflage, Wiesbaden, Teubner, 2006

Technische Mechanik I

Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematik I und Physik I

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können mit den Begrifflichkeiten der Statik sicher umgehen Linien-, Flächen und Volumenschwerpunkte bestimmen statische mechanische Systeme einordnen und in analysierbare Teilsysteme zerlegen die Lösbarkeit von Teilsystemen beurteilen Lagerkräfte und innere Kräfte von Teilsystemen berechnen bzw. graphisch ermitteln Reibungseinflüsse beurteilen und berücksichtigen.

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

Klausur K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Michael Wülker

Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK, Grundstudium
Bachelor MK-plus, Grundstudium

Veranstaltungen

Technische Mechanik I

Art Vorlesung
Nr. M+V605
SWS 4.0
Lerninhalt

Betrachtungen über die äußeren und inneren Kräfte bei mechanischen Strukturen wie Roboterstrukturen, Trägern, Wellen etc. bilden die Grundlage für die Dimensionierung jeder komplexeren mechanischen Struktur. Die Behandlung innerer Kräfte bereitet auf Fragen der Festigkeit und des Versagens vor.

A) Ausgehend von den Lehrsätzen der Statik (Newtonsche Axiome) werden zentrale, parallele und allgemeine ebene wie auch räumliche Kräftesysteme mit dem Ziel der Bestimmung der Resultierenden auf grafischem und analytischem Wege behandelt.


B) In Fortführung der Betrachtung paralleler Kräftesysteme erfolgt die Berechnung von Körperschwerpunktkoordinaten und daraus abgeleitet die von Massen-, Volumen-, Flächen- und Linienschwerpunkt-Koordinaten durch Aufteilung in elementare Teilgebilde sowie durch Integration.

C) Durch Freischneiden werden unter Ansatz der Gleichgewichtsbedingungen für ebene Kräftesysteme die Lagerreaktionen sowie Schnittgrößen (Normalkraft, Querkraft, Moment) statisch bestimmter Tragwerke wie zweifach gelagerte Balken, Gelenkträger, Fachwerke und Rahmen bestimmt.
Kriterien für statisch bestimmte und statisch unbestimmte Lagerungen sind in diesem Zusammenhang Gegenstand der Betrachtung.

D) In Erweiterung der Gleichgewichtsbedingungen auf dreidimensionale Problemstellungen werden für statisch bestimmte räumliche Systeme die Lagerreaktionen und Schnittlasten bestimmt.

E) Eine weitere statische Problemstellung bildet die Behandlung reibungsbehafteter Systeme.
Auf Basis des Coulombschen Reibungsgesetzes werden Aufgabenstellungen wie schiefe Ebene und Keil, Gewinde-, Zapfen-, Seil- und Rollreibung sowie komplexere Systeme behandelt.

 

 

Literatur

Gross, D., Hauger, W., Schell, W.,Schröder, J., Technische Mechanik, Band I: Statik, Springer 2011

Gross, D., Ehlers, W., Wiggers, P., Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 1: Statik, Springer 2008

Hibbeler, R.C., Technische Mechanik, Band 1: Statik, Pearson Studium, 2005

Assmann, B., Technische Mechanik, Band 1: Statik, Pearson Studium, Oldenbourg 2010

Dubbel, H., Beitz, W., Küttner, K-H., Taschenbuch für den Masschinenbau, Springer 2011

 

 

Werkstoffe

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden erkennen, anhand von Werkstoffeigenschaften wie z.B. der Streckgrenze, der Zugfestigkeit und der chemischen Zusammensetzung, die Werkstoffe, wählen diese entsprechend der Aufgabenstellung aus und setzen die gewonnenen Kenntnisse im Bereich der Konstruktion, der Fertigung und der Weiterverarbeitung wie zum Beispiel Wärmebehandlungen ein. Die Studierenden haben genaue Kenntnisse über die zerstörenden und zerstörungsfreien Prüfverfahren und die zugehörigen internationalen Normen.

Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Modulverantwortlicher

Prof. Dipl.-Ing. Dietmar Kohler

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor MK Grundstudium
Bachelor MK-plus Grundstudium

Veranstaltungen

Werkstofftechnik I Labor

Art Labor
Nr. M+V602
SWS 2.0
Lerninhalt

Versuche:

  • Zugversuch
  • Kerbschlagbiegeversuch
  • Härteprüfungen (Vickers, Rockwell, Brinell)
  • Härten und Vergüten
  • Metallografischer Schliff
  • Spektralanalyse
  • Röntgenprüfung einer Schweißnaht
  • Ultraschallprüfung eines Probekörpers
  • Magnetpulverprüfungen an unterschiedlichen Teilen
  • Eindringprüfungen an unterschiedlichen Teilen
Literatur

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg, 2000

Werkstoffkunde

Art Vorlesung
Nr. M+V408
SWS 4.0
Lerninhalt

Grundlagen der Kristallographie
Eigenschaften der Metalle
Grundlagen der Legierungen
Zweistoffsysteme 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
Ausblick auf Kunststoffe

Literatur

- Werkstoffkunde, Bargel, Schulze, 2000
- Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, Weisbach, 2000

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