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Werkstofftechnik & Physik

Modulbezeichnung: Werkstofftechnik & Physik
Modulbezeichnung (engl.): Material Science & Physics
Studiengang: Aviation Business (grundständig), Bachelor, ASPO 01.10.2015
Code: ABBG13
SWS/Lehrform: 4V (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur 90 Minuten

[letzte Änderung 25.08.2021]
Prüfungswiederholung:
Informationen bzgl. der Prüfungswiederholung (jährlich oder semesterweise) finden Sie verbindlich in der jeweiligen ASPO Anlage.
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
ABBG13 Aviation Business (grundständig), Bachelor, ASPO 01.10.2015, 1. Semester, Pflichtfach
ABBG13 Aviation Business (grundständig), Bachelor, ASPO 01.10.2018, 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
ABBG14 Messtechnik, Antriebstechnik & Zelltechnik


[letzte Änderung 04.05.2016]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Dirk Hübner
Dozent:
Prof. Dr. Dirk Hübner


[letzte Änderung 04.05.2016]
Lernziele:
Teil Werkstofftechnik
Die Studierenden besitzen Kenntnis über die wesentlichen Werkstoffeigenschaften sowie der zugehörigen Prüfverfahren. Zudem sind die Studierenden in der Lage das Gefüge und die Beeinflussungsmöglichkeiten des Gefüges durch Legieren und/oder Wärmebehandlungen aufzuzeigen. Sie können die damit einhergehenden Eigenschaften mit der Werkstoffstruktur in Bezug setzen. Auf dieser Basis können sie den Einfluss äußerer Einflüsse wie Temperatur, Verformungen, Kerben oder Korrosion auf die Struktur aufzeigen und erläutern. Dieses generelle Wissen können sie auf das Werkstoffverhalten von in der Luftfahrt hauptsächlich verwendeter Werkstoffe übertragen und Unterschiede aufzeigen.
Das Modul vermittelt im Teil Werkstofftechnik (2 SWS, je zur Hälfte Vorlesung und Übung) die für eine Anwendung in der Luftfahrt wesentlichen Werkstoffeigenschaften und Werkstoffstrukturen. Es werden die Auswirkungen äußerer Einflüsse wie Temperatur, Verformungen, Kerben oder Korrosion auf die Werkstoffstruktur erklärt und auf das Verhalten der Werkstoffe, die hauptsächlich in der Luftfahrt eingesetzt werden, übertragen und Unterschiede aufgezeigt. Exemplarisch sind im Folgenden Übungsaufgaben aus dem Gebiet der Werkstofftechnik für die Themen „Werkstoffeigenschaften und Veränderung bei statischem Zug, schwingender und schlagartiger Beanspruchung“ und „Einfluss von äußeren Einflüssen auf Struktur und Eigenschaften und Riss- und Bruchverhalten“ aufgelistet: Gegeben ist ein Kraft-Verlängerung-Diagramm entsprechend nebenstehender Abbildung. Vor dem Zugversuch wurden der Anfangsdurchmesser d0 = 10 mm und die Extensometermesslänge Le = 50 mm bestimmt. Ermitteln Sie aus dem Diagramm ReH, ReL, Rm, Ag und A (+ Diagramm); Erklären Sie den Unterschied zwischen Re und Rp0,2; Was versteht man unter dem Elastizitätsmodul? Wie groß ist der Elastizitätsmodul von Stahl und von Aluminium?; Was versteht man unter der Härte eines Werkstoffes?; Weshalb ist das Härteprüfverfahren nach Brinell für gehärtete Stähle nicht geeignet?; Wie kann man die Härte dünner Bleche oder nitrierter Randzonen von Werkstücken zuverlässig ermitteln?; Wie kann man Längs- und Querrisse bei der Prüfung von Wellen ermitteln?; Welche Bedeutung haben materialografische Untersuchungen?
 
Teil Physik
Die Studierenden können grundlegende physikalische Zusammenhänge aufzeigen und verfügen über ein physikalisches Verständnis in Bezug auf einfache alltäglich zu beobachtende Vorgänge in der Natur, auf der Straße, beim (Luft-)Sport, etc. Sie sind in der Lage, ihre physikalischen Kenntnisse auf praxisbezogene Fragestellungen anzuwenden und einfache physikalische Aufgabenstellungen selbständig zu lösen. Das Modul vermittelt im Teil Physik (2 SWS, je zur Hälfte Vorlesung und Übung) grundlegende physikalische Zusammenhänge und vermittelt den Studierenden ein physikalisches Verständnis alltäglich zu beobachtende Vorgänge in der Natur, auf der Straße, beim (Luft-)Sport. Ein wesentliches Ziel besteht darin, dass die angehenden Pilotinnen und Piloten in der Lage sind, ihr Wissen über diese grundlegenden physikalischen Zusammenhänge auf praxisbezogene Fragestellungen anzuwenden und einfache physikalische Aufgabenstellungen selbständig zu lösen. Exemplarisch sind im Folgenden Übungsaufgaben aus dem Gebiet der Physik für die Themen „Kinematik und Dynamik von Punktmassen“, „Arbeit, Energie, Leistung“, „Stoßprozesse“ und „Rotation“ aufgelistet: Ein PKW bremst gleichmäßig. Auf einer Strecke von 60 m verringert er seine Geschwindigkeit von 80 km/h auf 50 km/h. Welche Strecke und welche Zeit bracht er bei gleichbleibender Bremsbeschleunigung noch, um zum Stillstand zu kommen?; Ein Zug fährt mit vZug = 72 km/h über eine Brücke. Ein Fahrgast wirft aus einem Fenster einen Apfel (mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 10 m/s senkrecht zur Fahrtrichtung) waagerecht aus dem Fenster in den 78,5m tiefer gelegenen Fluss. Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit des Apfels im Moment des Auftreffens und welchen Abstand hat der Auftreffpunkt von der Abwurfstelle? Die Masse eines Aufzugs ist m1 = 950 kg; das Gegengewicht hat die Masse m2 = 750 kg. Die Trägheit der Rolle und des Seils werden vernachlässigt. Mit welcher Beschleunigung wird die Aufzugkabine nach unten beschleunigt, wenn das System ungebremst und reibungsfrei ist? Welche Antriebskraft ist erforderlich, um den Aufzug mit a=1,5 m/s nach oben bzw. nach unten zu beschleunigen?; Ein Holzklotz (m=5kg) rutscht mit v0=3 m/s über einen Tisch (μG=0,1). Wie groß ist die Reibungskraft? Wie groß ist die Bremsbeschleunigung? Wie weit rutscht er?  Welche Reibungsarbeit hat er geleistet? Wie groß war die kinetische Energie am Anfang?
 
 
 
 
 


[letzte Änderung 11.02.2020]
Inhalt:
Teil Werkstofftechnik
 
-        Werkstoffeigenschaften und Veränderung bei statischem Zug, schwingender und schlagartiger Beanspruchung
-        Kriechen und Relaxation
-        Korrosion
-        Struktur von Metallen, Kunststoffen und Keramik und Einflussgrößen
-        Einfluss von äußeren Einflüssen auf Struktur und Eigenschaften und Riss- und Bruchverhalten
-        Luftfahrtrelevante Eigenschaften von Aluminium-, Titan- und Nickelwerkstoffen sowie Stählen, Kunststoffen,
        CFK und Keramik
 
Teil Physik
-        Kinematik und Dynamik von Punktmassen
-        Arbeit, Energie, Leistung
-        Stoßprozesse
-        Rotation


[letzte Änderung 11.02.2020]
Lehrmethoden/Medien:
Teil Werkstofftechnik: Vorlesung mit integrierter Übung
Teil Physik: Vorlesung mit integrierter Übung

[letzte Änderung 11.02.2020]
Literatur:
Teil Werkstofftechnik:
 
- Seidel, W. (besondere Empfehlung) (2007): Werkstofftechnik, Carl Hanser Verlag
- Hornbogen, E. (2002): Werkstoffe, Springer Verlag
- Ilschner, B., Singer, R. F. (2005): Werkstoffwissenschaften und Fertigungstechnik, Springer Verlag,
- Schatt, W., Worch, H. (2003): Werkstoffwissenschaft, Wiley-VCH Verlag
 
Teil Physik:
 
- Hering, E., Martin, R., Stohrer, M. (2012): Physik für Ingenieure, 11. Auflage, Springer
- Hilscher, H. (1998): Physikalische Freihandexperimente, Band 1 + 2, Aulis Verlag Deubner
- Lindner, H., Siebke, W., Simon, G.: (2001): Physik für Ingenieure, Fachbuchverlag Leipzig
- Tipler, P., Mosca, G., (2009): Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, 6. Auflage, Springer


[letzte Änderung 11.02.2020]
[Sun Oct 24 10:40:00 CEST 2021, CKEY=awxp, BKEY=avg2, CID=ABBG13, LANGUAGE=de, DATE=24.10.2021]