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Grundlagen der Biomechanik und Bionik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Grundlagen der Biomechanik und Bionik
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MAB_19_4.2.1.40
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2V+2SU (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 4
Pflichtfach: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Ausarbeitung und Präsentation

[letzte Änderung 24.01.2024]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MAB_19_4.2.1.40 Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , 4. Semester, Wahlpflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
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):
MAB_19_A_1.02.TMS Technische Mechanik - Statik
MAB_19_A_2.03.GBD Grundlagen der Bauteildimensionierung


[letzte Änderung 31.01.2024]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Ramona Hoffmann
Dozent/innen: Prof. Dr.-Ing. Ramona Hoffmann

[letzte Änderung 24.01.2024]
Lernziele:
Nach der Teilnahme sind die Studierenden in der Lage
 
- anatomische Bezeichnungen und Richtungsangaben zu verwenden, indem sie
Positionen und Bewegungen des Menschen  beschreiben, um eine
fächerübergreifende Kommunikation mit Medizinern oder Biologen zu
ermöglichen.
- grundlegende Konzepte und Gesetze der Mechanik auf biologische Systeme
anzuwenden, indem sie z.B. Schwerpunktsberechnung oder Kräfte- und
Momentengleichgewicht auf biologische Systeme übertragen, um diese zu
verstehen und zu analysieren.
- die Beanspruchungssituation in Knochen, Muskeln und Gelenken durch
geeignete  Modellvorstellungen zu analysieren, indem sie diese z.B. als
Stab, Balken oder Kontinuum interpretieren, um sie einer näherungsweisen
Berechnung zugänglich zu machen.
- die Gültigkeitsbereiche ihrer Modellbildungen zu hinterfragen, indem sie
in Matlab umgesetzte parametrische Berechnungen mit Versuchsergebnissen und
Messungen vergleichen, um die Notwendigkeit einer Validierung
biomechanischer Modelle abzuleiten.
- in der Natur auffindbare  Materialeigenschaften, Konstruktionen oder
Prinzipien mit technischem Grundverständnis zu analysieren, indem sie an
einfachen Versuchen das dahinterliegende Funktionsprinzip herausarbeiten, um
später in der Lage zu sein, Ideen für technische Entwicklungen auf diesem
Wege zu generieren.

[letzte Änderung 31.01.2024]
Inhalt:
- Anwendung der Prinzipien aus der Statik auf den menschlichen Körper
- Schwerpunktsberechnung am Menschen in verschiedenen Situationen mit angeleiteten Versuchen
- Kräfte- und Momentengleichgewicht an Anwendungen aus dem Sport- und Medizinbereich
- Spannungs- und Dehnungsberechnung in Knochen unter verschiedenen Beanspruchungen
- Berechnung und Messung von Muskelkräften
- Aufbau und mechanische Funktion von Gelenken
- Umsetzung einfacher biomechanischer Modelle in Matlab
- Grundlegende Versuche zu Beispielen aus der Bionik (Klettverschluss, Lotus-Effekt, Falttechniken, Bäume und Knochen,...)
- Ausarbeitung und Präsentation zu einem selbst gewählten Thema aus dem Gebiet der Lehrveranstaltung (Modellbildung und Validierung)


[letzte Änderung 24.01.2024]
Literatur:


[noch nicht erfasst]
 
[Sat Apr 27 10:23:52 CEST 2024, CKEY=mgdbub, BKEY=m2, CID=MAB_19_4.2.1.40, LANGUAGE=de, DATE=27.04.2024]