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Konstruktionsoptimierung

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Konstruktionsoptimierung
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).
Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2013
Code: MAM.2.5.PE-KOO
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P241-0061, P241-0062, P241-0063
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.
5V+4PA (9 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).
12
Studiensemester: 2
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
Benotete Studienleistung: Projekt
Unbenotete Studienleistung: Referate
Prüfungsart:
Klausur (50%), Projekt mit Präsentation (50%)

[letzte Änderung 27.12.2010]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MAM.2.5.PE-KOO (P241-0061, P241-0062, P241-0063) Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2013 , 2. Semester, Pflichtfach
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 135 Veranstaltungsstunden (= 101.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 12 Creditpoints 360 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 258.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Sonstige Vorkenntnisse:
MAB.5.4.PE-GET
MAB.5.2.AUT


[letzte Änderung 09.01.2018]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MAM.3.6.PE-PEP Produktentwicklung mit Projekt


[letzte Änderung 27.02.2011]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Bernd Heidemann
Dozent/innen:
Prof. Dr. Bernd Heidemann
Prof. Dr. Walter Calles
Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Fricke


[letzte Änderung 09.01.2018]
Lernziele:
Strategien und Prinzipien für das Optimieren von Konstruktionen. hinsichtlich
  - Leichtbau,
  - fertigungs- und werkstoffgerechter Gestaltung,
  - Zuverlässigkeit und Sicherheit
kennen, beurteilen und anwenden können.
 
Teil Kunststoffgerechte Gestaltung
 
 
Teil Bewegungstechnik
Die Studierenden sollen in der Lage sein, Bewegungen von Arbeitsorganen, Werkzeugen und Verarbeitungsgut unter der Berücksichtigung technologischer Forderungen für verschiedene Kriterien (Beschleunigung, Antriebskräfte, Schwingungsanfälligkeit, …) generieren zu können. Sie sollen (mechatronische) Lösungen zur Umsetzung dieser Bewegungen konzipieren und ihre Eigenschaften unter Nutzung einer MKS-Software analysieren können sowie am Objekt erleben, welche Einsatzbereiche und Einsatzgrenzen entsprechende Bewegungssysteme besitzen.
 
 
Teil Werkstoffe
Ausgehend von einem Basiswissen über die Struktur und Eigenschaften von Kunstststoffen können die Studierenden anhand verschiedener Werkstoffauswahlprogrammmen anwendungs- und fertigungsgerecht geeignete Werkstoffe auswählen und ihre Eignung auch hinsichtlich ökologischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte bewerten.

[letzte Änderung 09.01.2018]
Inhalt:
1.Einführung und Übersicht: Generelle Strategien für das Optimieren von  
  Konstruktionen
 
2.Optimierungsstrategie Leichtbau: Berechnungsverfahren im Leichtbau,  
  Berechnungen im elastischen, elasto-plastischen und plastischen Bereich,  
  Optimierung der Querschnittsform, Spezielle Träger, dünnwandige Profile,  
  Sandwichkonstruktionen, Schalen.
 
3.Instabilität: Kippen, Biegedrillknicken, Beulen.
 
4.Überkritisches Verhalten.
 
5.Optimierungsstrategie Design for X: Einordnung der Prozesse Optimieren und  
  Gestalten in den Konstruktions-prozess
 
6.Die Prinzipien Funktionsintegration, Funktionstrennung, Differential- und  
  Integralbauweise.
 
7.Werkstoffgerechtes Gestalten.
 
8.Die Werkstoffgruppe „Kunststoff“ und Kunststoff-Verbundwerkstoffen
 
9.Das produktgerechte Auswählen von Kunststoffen
 
10.Kunststoffgerechtes Gestalten
 
11.Optimierungsstrategie Zuverlässigkeit: Sicherheitsgerechte Gestaltung,  
   Redundanz, Fail safe und Safe live.
 
Teil Kunststoffgerechte Gestaltung
 
Teil Bewegungstechnik
1.        Modellierung von Bewegungssystemen
-        Klassifikation der Modelle und deren Einordnung in den Entwicklungsprozess
-        Maßgebliche Kenngrößen von Bewegungssystemen
-        Grundlagen der Mehrkörpersimulation
2.        Bewegungsdesign
-        Beschreibung von Bewegungsvorgängen
-        Generieren von Bewegungsgesetzen für spezielle Anforderungen
3.        Konzipieren von Bewegungssystemen
-        Fallbespiele für ausgewählte Anforderungen
 
Teil Werkstoffe
Struktur und Eigenschaften von Kunststoffen
Faserverstärkte Kunststoffe
Strategien zur Werkstoffauswahl
Erstellen von Datenbankübersichten und Vergleich
Projektbezogene Werkstoffauswahl
 
 
 


[letzte Änderung 09.01.2018]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Seminaristische, interaktive Lehrveranstaltung mit Vortrags- und Workshopeinheiten. Integrierte Projektarbeit.
Umdrucke und von den Studierenden selbst recherchierte und erarbeitete Unterlagen.
 
Teil kunststoffgerechte Gestaltung
 
Teil Bewegungstechnik
Seminaristische Vorlesung mit integrierten Übungen/ betreute Übungen an der MKS-Software RECURDYN/ betreute Laborübungen und abschließenden Berichten
Vorlesungsskript/ Übungsaufgaben/ Versuchsanleitungen/ MKS-Software RECURDYN/ mechatronische Prüfstände praxisnaher Bewegungssysteme/ Demonstratoren
 
Teil Werkstoffe
Seminaristische Vorlesung und Arbeiten mit verschiedenen Datenbanken von Herstellern, Campusdatenbank und CES

[letzte Änderung 09.01.2018]
Literatur:
Roloff, Matek: Maschinenelemente.
Hoenow, G.; Meißner, T.: Konstruktionspraxis im Maschinenbau.
Dubbel: Taschenbuch des Maschinenbaus.
Pahl/Beitz: Konstruktionslehre.
Klein, B.: Leichtbau-Konstruktion.
Schumacher: Optimierung mechanischer Strukturen.
VDI-Richtlinie 2222
Ehrlenspiel, K.: Integrierte Produktentwicklung.
Ehrenstein, G.: Mit Kunststoffen konstruieren.
VDI-Wissensforum (Herausgeber): Konstruieren mit Kunststoffen
 
Teil Kunststoffgerechte Gestaltung
 
Teil Bewegungstechnik
/1/ Fricke, A.; Günzel, D.; Schaeffer, T.: Bewegungstechnik – Konzipieren und Auslegen von mechanischen Getrieben. München: Carl Hanser Verlag. 2015
/2/ Rill, G.; Schaeffer, T.: Grundlagen und Methodik der Mehrkörpersimulation. 2. Auflage. Wiesbaden: Springer Vieweg+Teubner. 2014
/3/ Dresig, H.; Vul‘fson, I.I.: Dynamik der Mechanismen. Wien: Springer-Verlag. 2013
/4/ VDI 2149, Blatt 1: Bewegungsgesetze für Kurvengetriebe. Berlin: Beuth-Verlag 2002
/5/ VDI 2143, Blätter 1 und 2: Getriebedynamik. Berlin: Beuth-Verlag 2008 bzw. 2011
 
Teil Werkstoffe
/1/  Ashby, M.F.: Materials Selection in Mechanical Design. 5th Edition. Elsevier.2017
/2/  Reuter, M.: Methodik der Werkstoffauswahl. Hanser.2007
/3/  Menges, G., Haberstroh, E., Michaeli, W., Schachtenberg, E.: Werkstoffkunde Kunststoffe. 5. Auflage. Hanser. 2002
/4/  Laeis, W.: Einführung in  ddie Werkstoffkunde derKunststoffe. Hanser.1972


[letzte Änderung 09.01.2018]
 
[Sat Nov 23 10:55:13 CET 2024, CKEY=mkd, BKEY=mm, CID=MAM.2.5.PE-KOO, LANGUAGE=de, DATE=23.11.2024]