TU BRAUNSCHWEIG

Lehrveranstaltungen


Übersichtstabelle

Vorlesungen
SS WS

>> Adaptiver Leichtbau (MSc.)

Der adaptive Leichtbau hat folgende Ziele:

  • Kosteneinsparung an Material durch Ersatz von Konstruktionswerkstoffen durch multifunktionale Werkstoffe
  • Aufwandminimierung durch multifunktionale Werkstoffe
  • Verbesserung der Tragfähigkeit, der Steifigkeit, des Schwingungsverhaltens durch Anpassungsfähigkeit ohne Gewichtszunachme

 

Die Lehrveranstaltung "Adaptiver Leichtbau" bezieht sich auf folgende Anwendungen:

  • Aktuatoren
  • Einfache Anwendungen
  • Adaptive Fahrwerke
  • Formvariable Profile
  • Faltstrukturen
  • Adaptive Faserverbunde
  • Adaptives Rotorblatt
  • Entfaltbare Strukturen


Weitere Informationen

>> Adaptronics (En)

>> Adaptronik-Studierwerkstatt

Adaptronik schafft eine neue Klasse technischer, elastomechanischer Systeme, die sich durch Einsatz neuer aktivierbarer Materialien und schneller digitaler Regler an unterschiedlichste Umgebungsbedingungen selbsttätig anpassen können. Adaptronik hat 4 Zielfelder technischer Anwendungen.

Das Modul hat Werkstattcharakter, es wird im Adaptroniklabor des Instituts für Adaptronik und Funktionsintegration stattfinden. Die Studierenden sollen an Hand des interdisziplinären Forschungsgebietes Adaptronik interdisziplinäres Denken in den Ingenieurwissenschaften lernen und trainieren, wie es für den Ingenieurberuf typisch ist. Adaptronik verknüpft werkstoffwissenschaftliche, mechanische, elektrotechnische und regelungstechnische Kenntnisse und Fähigkeiten. Die Übungen werden als Laborübungen durchgeführt. Im Praktikum lösen die Studenten selbständig komplexere Aufgabenstellungen, deren erfolgreiche Bearbeitung eine Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist.

Weitere Informationen

>> Neu! Additive Layer Manufacturing mit Labor

Die Lehrveranstaltung stellt die Arten, Grundlagen und Anwendungsgebiete des Additive Layer Manufacturing (ALM) vor. Die Studenten sollen nach der Teilnahme an den ALM-Lehrveranstaltungen in der Lage sein, bei der Entwicklung von Bauteilen die durch das jeweilige ALM-Verfahren gestellten Anforderungen zu berücksichtigen und eine fertigungsgerechte Gestaltung zu realisieren.

Inhalt:

  • Materialien für ALM:
    • Polymere, Metalle, Keramiken, Papier, Pulver, Thermoplaste
  • ALM-Fertigungsverfahren im direkten Schichtaufbau
    • Polymerisation, Polymerjetting
    • Sintern und Schmelzen
    • Extrudieren
    • Pulver-Bindevefahren
    • Layer Manufacturing
  • Modellbildung-Grundlagen
    • FEM
    • Grundlagen Optimierungsalgorithmen
    • Grundlagen Strukturoptimierung, insbesondere Topologieoptimierung
  • Modellbildung
    • Anwendung unterschiedlicher Optimierungsalgorithmen in der Topologieoptimierung
    • Ansätze für die Berücksichtigung von richtungsabhängigen Materialkennwerten innerhalb der Formfindung
  • Konstruktion mit ALM-Verfahren herzustellender Bauteile mit 3D-CAD-Datengenerierung Auslegung einfacher Bauteile
    • Zugproben für Kennwertermittlung
    • Fertigung und Prüfung eines einfachen Bauteils im Wettbewerb mit anderen Studierenden
Weitere Informationen

>> Aktive Vibrationskontrolle (MSc.)

Schwingungsphänomene und –probleme begleiten den beruflichen Alltag des Ingenieurs. Häufig suchen Ingenieure nach Lösungen zur Unterdrückung unerwünschter Schwingungen. Nach Abschluss dieses Moduls haben die Studierenden wichtige Schwingungsphänomene im Maschinenbau verstanden und Methoden der aktiven Vibrationskontrolle kennengelernt. Dabei spielen Funktionswerkstoffe und ihre strukturintegrierten Sensoren und Aktoren – ganz nach dem Vorbild der Natur als Nerven und Muskeln - eine wesentliche Rolle.

 

Weitere Informationen

>> Aktive Vibroakustik (MSc.)

Lärm gilt nach wie vor als eines der wesentlichen Umweltprobleme. Häufig suchen Ingenieure nach Lösungen zur Unterdrückung unerwünschter Lärmabstrahlung. Neben aktiven Maßnahmen gewinnen Lösungen der aktiven Lärmreduktion zunehmend an Bedeutung. Nach Abschluss dieses Moduls haben die Studierenden wichtige Grundlagen der Vibroakustik, also schallabstrahlender Bauteile im Maschinenbau verstanden und Methoden der aktiven Vibroakustik kennengelernt. Dabei spielen Funktionswerkstoffe und strukturintegrierte Sensoren und Aktoren eine wesentliche Rolle. In der Lehrveranstaltung werden zunächst grundlegende Zusammenhänge der technischen Akus­tik und der Wellenausbreitung in Festkörpern erläutert, auf deren Basis dann die Beschreibung der Schallabstrahlung von Strukturen, die Schalltransmission durch ebene Platten und die vibroakustische Kopplung für eingeschlossene Fluidvolumina erfolgt. Abschließend wird die Frage beantwortet, mit welchen Verfahren sich diese Phänomene messtechnisch erfassen und aktiv beeinflussen lassen, so dass der abgestrahlte Lärm minimiert wird.

Weitere Informationen

>> Experimentelle Modalanalyse

Experimentelle Modalanalyse bezeichnet Verfahren der experimentellen Identifikation von Schwingungseigenschaften von Komponenten, Bauteilen und Produkten. Ziel der LV ist es, die in der experimentellen Modalanalyse angewendeten Verfahren in ihren mechanischen und mathematischen Grundlagen zu verstehen, ihre Anwendungsbereiche kennen zu lernen und damit die Voraussetzungen für ihre sachgemäße Anwendung zu schaffen. Die experimentelle Ausrüstung wird an Hand von Schwingungsversuchen großer Leichtbaustrukturen aus Luft- und Raumfahrt erläutert, Teststrategien und praktische Erfahrungen vermittelt.

Weitere Informationen

>> Faserverbundfertigung

Das Modul Faserverbundfertigung wird praxisnah im Fertigungslabor des Instituts für Adaptronik und Funktionsintegration stattfinden. Die Studierenden sollen an Hand des interdisziplinären Forschungsgebietes das Fach Funktionsintegration im Leichtbau ein interdisziplinäres Denken in dieser Ingenieurwissenschaft lernen und trainieren. Funktionsintegration im Leichtbau verknüpft werkstoffwissenschaftliche mit fertigungsrelevanten Fähigkeiten.

Im Fertigungslabor sollen die Studierenden die Einflussfaktoren kennenlernen, welche die Qualität des Bauteils aus faserverstärkten Kunststoffen bestimmen. Weiterhin sollen die Studierenden befähigt werden, den Einfluss von Imperfektionen auf die Festigkeit des betreffenden Bauteils abzuschätzen. Die Übung stellt dabei eine wesentliche und anwendungsbezogene Ergänzung zum Vorlesungsstoff dar.

Die Studierenden sollen die Fertigung von Faserverbunden und die zugehörigen Fertigungsschritte verstehen lernen und dabei ihr Verständnis bezüglich dieses Werkstoffs erweitern bzw. festigen. Weiterhin soll aus Sicht des adaptiven Leichtbaus das Potential dieser Werkstoffe für die Adaptronik verstanden werden. Die Studierenden sollten nach der Teilnahme an der Lehrveranstaltung in der Lage sein, einfache fertigungstechnische Aufgaben zu analysieren, abzuarbeiten und zu erweitern.

Faserverbunde zeichnen sich gegenüber Metallen durch ihre anisotropen Eigenschaften aus, was vor allem im Leichtbau ausgenutzt werden kann. Somit ist es möglich diesen Werkstoff gezielt und lastgerecht an der richtigen Stelle einzusetzen. Da der Werkstoff - der Faserverbundkunststoff (FVK) – erst im Zuge der eigentlichen Fertigung des Bauteils entsteht, ist bei dessen Herstellung eine besondere Sorgfalt vonnöten. Um den Studierenden dies näher zu bringen, werden in der Lehrveranstaltung Faserverbundfertigung folgende Inhalte vermittelt:

  • Theoretische Einführung zu FVK - Richtiger Umgang mit Chemikalien in der FVK-Fertigung
  • Werkzeuge und deren Vorbehandlung
  • Halbzeug Vorbereitung
  • Erstellen und Verstehen eines Infusionsaufbaus
  • Infusion am Demonstrator-Bauteil
  • Entformung und Nachbearbeitung.
Weitere Informationen

>> Grundlagen des Konstruierens

Die Lehrveranstaltung "Grundlagen des Konstruierens" wird zusammen mit dem Institut für Konstruktionstechnik durchgeführt und soll

  • Grundlagen des Konstruierens vermitteln
  • Methoden für die Modellbildung und -verarbeitung realer technischer Systeme bereitstellen (z. B. Berechnungsmodelle für funktionelle Eigenschaften und Festigkeitseigenschaften von Maschinenelmenten)
  • Faktenwissen über reale technische Systeme vermitteln
  • Interesse an der wahrscheinlich kreativsten und schöpferischsten Ingenieurtätigkeit - dem Konstruieren - wecken

Die Lehrveranstaltung umfasst folgende Inhalte

  • Technisches Zeichnen
  • Grundlagen des Konstruierens und der Gestaltung
  • Grundlagen der Bemessung
  • Federn
  • Wellen und Achsen
  • Lösbare Verbindungen (Schrauben, Bolzen, Stifte)
  • Unlösbare Verbindungen
  • Rohrleitungen, Behälter, Armaturen
  • Dichtungstechnik


Der Vorlesungsstoff wird durch zahlreiche Bilder und Modelle illustriert. Außerdem gibt es zur Vorlesung ein umfangreiches Skript, das jeweils zu Semesterbeginn ausgegeben wird.

Weitere Informationen

>> Multidisziplinäre Simulationen der Adaptronik mit MATLAB / SIMULINK

Nach Abschluss der Lehrveranstaltung werden die Studierenden in der Lage sein:

  • selbstständig und sicher multidisziplinäre Modellierungen aus dem Gebiet der Adaptronik und der Strukturdynamik umzusetzen und ingenieurmäßige Simulationstechniken mit MATLAB/Simulink zu implementieren
  • Hardware-in-the-loop-Simulation durchzuführen. Dazu gehören sowohl die Ansteuerung als auch die Regelung externer Hardware wie Aktoren und Sensoren (adaptronische und mechatronische Systeme).

Inhalte:

  • Einführung in Modellierung und Simulation von dynamischen Systemen mit Skriptsprachen am Beispiel MATLAB/SIMULINK
  • Visualisierung in 3D
  • Eigenprobleme in der Adaptronik und Strukturdynamik
  • Lösung von gewöhnlichen Differenzialgleichungen / Zustandsraumdarstellung
  • Regelungsprobleme der Adaptronik
  • Systemidentifikation
  • Signalverarbeitung
  • Multidisziplinäre Modellierung und Simulation
  • Anwendungen aus dem Gebiet der Adaptronik und der Strukturdynamik

Weitere Informationen

>> Prinzipien der Adaptronik

Begriffsbestimmungen, Zielsetzungen der Aktorik. Grundlagen der heute verfügbaren aktorisch und sensorisch einsetzbaren Funktionswerkstoffe. Anforderungen an die Regelungstechnik. Darstellung der strukturmechanischen und -dynamischen Grundlagen im Hinblick auf Anwendungen in den Bereichen "Luft- und Körperschallreduktion", "Feinpositionierung" und "Gestaltregelung".

Beschreibung grundlegender funktionaler Zusammenhänge und Wirkprinzipien an einfachen Beispielen: Adaptiver Schwingungstilger, Adaptives Interface, Prinzip der modalen Interferenz, Prinzipien der Stellwegvergrößerung.

Konstruktive Lösungskonzepte für Einzelaktoren (Stand Alone Systems) und strukturintegrierte Aktoren inkl. Integrale Stellwegvergrößerung. Anwendungen in den Bereichen Luftfahrt (Flächenflugzeuge, Drehflügler), Raumfahrt (Transport- und Orbitalsysteme), Maschinen- und Anlagenbau sowie Fahrzeugbau (Schienen- und Straßenfahrzeuge).

Weitere Informationen

>> Rotordynamik

Inhalte:

  • Grundlagen der Rotordynamik 

  • Erläuterung rotordynamischer Phänomene und Begriffe wie Resonanz, Eigenfrequenzen,unwuchterregte Schwingungen, etc.

  • Rotordynamik komplexer Rotor-Lager-Systeme

  • Grundlagen zur Berechnung der benötigten Lagerkennwerte (Lagersteifigkeiten und –dämpfungen)

  • Untersuchung des Einflusses vom Lavalrotor abweichender Rotorgeometrien und Einfluss gyroskopischer Effekte

  • Möglichkeiten zur Optimierung des Schwingungsverhaltens von Rotoren

  • Anwendung der Methode der Übertragungsmatrizen auf einige Beispiele rotordynamischer Problemstellungen

  • praktische Anwendung der inhalte durch Laborversuche und Schwingungsmessungen
Weitere Informationen

>> Simulation adaptronischer Systeme mit MATLAB / SIMULINK

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, selbstständig und sicher mit dem Programmpaket MATLAB/SIMULINK umzugehen und damit einfache Aufgaben aus den Bereichen der Adaptronik, der Strukturdynamik, der Signalverarbeitung und der Regelungstechnik zu bearbeiten. 

 

Inhalte:


  • Einführung in Modellierung und Simulation von dynamischen Systemen mit Skriptsprachen am Beispiel MATLAB/SIMULINK

  • Grundfunktionalitäten wie Matrizen und Funktionen

  • Zustandsraumdarstellung adaptronische Systeme

  • Datenstrukturen und Datenfluss in der Simulation adaptonischer Systeme

  • Fast Fourier Transformation

  • Übertragungsfunktionen / FRF

  • Hierarchische Modellierung mit Hilfe grafischer Blöcke

  • Einfache Regler mit SIMULINK

  • Modellierung und Simulation adaptronischer Systeme mit MATLAB/SIMULINK

  • Anwendungen aus dem Gebiet der Adaptronik an Hand von Laborbeispielen
Weitere Informationen

>> Schwingungsmesstechnik

Messkette und Messystem, Übertragungsverhalten von Messgliedern und Messketten, Lineare Schwinger mit 1 FHG, Schwingungsaufnehmer, Messprinzipien, Messfehler, Signalanalyse, logarithmisches Pegelmaß, Grundlagen Digitaltechnik, Filter, Fourier-Transfomation, Abtasttheorem, Aliasing, Leakage, Mittelwerte, spektrale Leistungs-dichte, Kohärenz, Korrelationsfunktion, Autokorrelation, Systeme mit endlich vielen FHG, experimentelle Ermittlung von Systemparametern, experimentelle Modalanalyse, Betriebsschwingformanalyse.

Weitere Informationen

>> Technikbewertung (MSc.)

Die Lehrveranstaltung vermittelt Grundlagen, um den Studierenden als späteren verantwortlichen Entwicklern ein Verständnis für Begriffe, Methoden und Werte für Bewertungen technischer Systeme zu vermitteln. Sie bezieht nicht nur die Werte Funktionsfähigkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit ein, sondern auch Gesundheit, Umweltqualität, Persönlichkeitsentfaltung und Gesellschaftsqualität. Sie zeigt auf, wie diese miteinander konkurrieren. Ein Überblick zu Methoden und Institutionen erleichtert die Organisation von Bewertungen.

In Fallstudien werden die Studierenden die Methoden der Technikbewertung exemplarisch üben. Das Modul hilft bereits bei Abschlussarbeiten des Studiums, die eigenen Entwicklungs- oder Forschungsergebnisse kritisch zu bewerten.

Weitere Informationen

>> Vibration Measurement and Analysis (En)

Seminare
SS WS

>> B-writING – Wissenschaftliches Schreiben und Präsentieren für Ingenieure

Kernbestandteile eines jeden Studiums sind das Schreiben von wissenschaftlichen Arbeiten und das Halten von Vorträgen. Je eher diese Kompetenzen im Studium erworben werden können, desto mehr profitieren die Studierenden davon.

Dieser Kurs richtet sich daher gezielt an Bachelorstudierende und vermittelt, wie gute wissenschaftliche Texte verfasst sowie Vorträge erstellt und gehalten werden. Sie lernen die unterschiedlichen Anforderungen an die verschiedenen wissenschaftlichen Textarten, die im Bachelorstudium relevant sind (z. B. Studien- und Projektarbeiten, Laborberichte, Exposés und Bachelorarbeiten) und die Herangehensweise zu deren Erstellung kennen. Dazu müssen Sie zunächst wissen, wie die geeignete Fachliteratur zu beschaffen ist. Dafür ist ein Besuch der Universitätsbibliothek mit Führungen zur „Einführung in die Katalogrecherche“ bzw. zur „Fachlichen Literaturrecherche“ vorgesehen.

Weiterhin werden die Techniken des wissenschaftlichen Schreibens (formelle Kriterien: Zitieren, verschiedene Verzeichnisse, Tabellen, Diagramme, Abbildungen; inhaltliche Kriterien: Zielgruppenfokussierung, roter Faden) vermittelt und in praktischen Übungen erlernt.
Neben der Gestaltung von Präsentationen werden auch Präsentationstechniken vermittelt. Die Präsentationskompetenzen werden in eigenen Präsentationen aktiv trainiert und optimiert.

Weitere Informationen

>> Forschungsseminar Adaptronik und Funktionsintegration

>> writING – Wissenschaftliches Schreiben und Präsentieren für Ingenieure

Kernbestandteile eines jeden Studiums sind das Schreiben von wissenschaftlichen Arbeiten und das Halten von Vorträgen. Je eher diese Kompetenzen im Studium erworben werden können, desto mehr profitieren die Studierenden davon.

Dieser Kurs richtet sich daher gezielt an Bachelorstudierende und vermittelt, wie gute wissenschaftliche Texte verfasst sowie Vorträge erstellt und gehalten werden. Sie lernen die unterschiedlichen Anforderungen an die verschiedenen wissenschaftlichen Textarten, die im Bachelorstudium relevant sind (z. B. Studien- und Projektarbeiten, Laborberichte, Exposés und Bachelorarbeiten) und die Herangehensweise zu deren Erstellung kennen. Dazu müssen Sie zunächst wissen, wie die geeignete Fachliteratur zu beschaffen ist. Dafür ist ein Besuch der Universitätsbibliothek mit Führungen zur „Einführung in die Katalogrecherche“ bzw. zur „Fachlichen Literaturrecherche“ vorgesehen.

Weiterhin werden die Techniken des wissenschaftlichen Schreibens (formelle Kriterien: Zitieren, verschiedene Verzeichnisse, Tabellen, Diagramme, Abbildungen; inhaltliche Kriterien: Zielgruppenfokussierung, roter Faden) vermittelt und in praktischen Übungen erlernt. Neben der Gestaltung von Präsentationen werden auch Präsentationstechniken vermittelt. Die Präsentationskompetenzen werden in eigenen Präsentationen aktiv trainiert und optimiert.

Weitere Informationen

Labore
SS WS
>> Adaptronics (En)
>> Adaptronik-Studierwerkstatt

>> Aktive Vibrationskontrolle

>> Aktive Vibroakustik

>> Experimentelle Modalanalyse

Experimentelle Modalanalyse bezeichnet Verfahren der experimentellen Identifikation von Schwingungseigenschaften von Komponenten, Bauteilen und Produkten. Ziel der LV ist es, die in der experimentellen Modalanalyse angewendeten Verfahren in ihren mechanischen und mathematischen Grundlagen zu verstehen, ihre Anwendungsbereiche kennen zu lernen und damit die Voraussetzungen für ihre sachgemäße Anwendung zu schaffen. Die experimentelle Ausrüstung wird an Hand von Schwingungsversuchen großer Leichtbaustrukturen aus Luft- und Raumfahrt erläutert, Teststrategien und praktische Erfahrungen vermittelt

Weitere Informationen

>> Rotordynamik

>> Schwingungsmesstechnik

Inhalte:

  • Praktische Einführung in die Messtechnik; Kennenlernen von Elementen der Messkette

  • Messung mit Dehnungsmessstreifen

  • Signalanalyse mit Hilfe der Fast-Fourier-Transformation

  • Schwingungstilgung

  • Experimentelle Ermittlung von Übertragungsfunktionen und Systemparametern

  • Experimentelle Modalanalyse

  • Betriebsschwingformanalyse

  • Exkursion in ein renommiertes Messlabor

Vorkenntnisse der Schwingungslehre werden vorausgesetzt

Weitere Informationen



Auszeichnungen


Die Lehrveranstaltung „Simulation adaptronischer Systeme mit MATLAB/SIMULINK“ wurde mit dem LehrLEO 2015 als beste Lehrveranstaltung ausgezeichnet.



Modulübersicht



Module IAF alte Studienordnung
Module IAF neue Studienordnung


Zu den Lehrveranstaltungen werden Laborübungen angeboten.


Für eine alternative Ansicht klicken Sie bitte auf die Icons:



  aktualisiert am 28.09.2017
TU_Icon_E_Mail_1_17x17_RGB Zum Seitenanfang