MEC-04


MEC-04

Numerische Methoden, Systemdynamik mechanischer Systeme

Semester

Siehe Studienverlaufsplan

Art des Moduls

Pflicht

Modulverantwortung

Professur Mechatronik

Modulsprache

Deutsch / Englisch

Veranstaltungsturnus

Mind. 1 x jährlich

Dauer der Veranstaltung

1 Semester

Arbeitsaufwand

150 Std.

Präsenz: 32 Std. | Selbststudium: ca. 62 Std. | Transfer: ca. 56 Std.

ECTS-Punkte

5 CP

Prüfungsleistung

Case oder Transferarbeit (6-8 Seiten) oder Klausur (60 min.)

Lehr- und Lernmethoden

Seminar (Präsenzlehre), ergänzend Selbststudium und Transfer, ggf. E-Learning, Pre- und Post-Reading.

Modulinhalte

  • Formulierung von Randwertaufgaben (RWA)

  • Mathematische Grundlagen der näherungsweisen Lösung von RWA

  • Einführung der FEM zur Lösung ebener und räumlicher Fragestellungen

  • Weiterführende Aspekte der FEM – Nichtlinearitäten und Dynamik

  • Differenzialgleichungen zur Modellierung mechanischer Systeme

  • Systemkennfunktionen im Zeit- und Frequenzbereich

  • Z-Transformation – diskrete Diffenrenzengleichungen bezüglich der Zeit

  • Übertragungsfunktionen – Eigenwerte, Eigenvektoren – Basis experimenteller Modalanalyse

  • Numerische Simulationen

Teilnahmevoraussetzungen

Grundlegende Kenntnisse in den Gebieten: Statik, Festigkeitslehre, Kinematik
Detaillierte Kenntnisse in den Gebieten: Mathematik

Qualifikationsziele

Wissensverbreiterung

  • Kenntnis über die wesentlichen Entwicklungstrends im Bereich Numerischer Methoden.

  • Kenntnisse über Nutzwertkriterien der Numerischen Methoden.

  • Erweiterung der Kompetenzen um Numerische Methoden anwenden zu können.

Wissensvertiefung

  • Fähigkeit, eigenständig anwendungsorientiert mechanische Systeme zu planen und Entwicklungen durchzuführen.

  • Fähigkeit, die passenden Tools kennenzulernen und auszuwählen.

  • Steigerung der Fähigkeiten in Bezug auf unternehmerisches Denken und Handeln um den unternehmerischen Nutzen von mechanischen Systemen zu beurteilen.

Wissensverständnis

  • Fähigkeit, erworbenes Wissen auf neue Unternehmensbereiche anzuwenden durch die obligatorischen Transferprojekte des Studiums.

  • Kompetenz, um Entwicklungsprojekte mechanischer Systeme interdisziplinär zu lösen.

Verwendbarkeit des Moduls

für andere Module und Studiengänge

Verwendbar im Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen

Empfohlene Literatur

Zum Selbststudium empfiehlt sich den Studierenden folgende Literatur:

  • Hibbeler, Russell C. "Technische Mechanik 1." Technische Mechanik 1 (2018).

  • Braun, Anton. Optimale und adaptive Regelung technischer Systeme: Mathematische Grundlagen, praktisch relevante Beispiele und numerische Simulationen mit MATLAB®. Springer Vieweg, 2020.

  • Hauser, Harro „Gewöhnliche Differentialgleichungen“ (2004).

  • Wagner, Marcus. Lineare und nichtlineare FEM. Springer Fachmedien Wiesbaden, 2017.

  • Steibler, Philipp. LEBENSDAUERBERECHNUNGEN MIT FEM: von der Last zur Betriebsfestigkeit. Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, 2021.

Weitere Informationen

Keine