Vertiefte Methoden des Konstruierens

Ziele der Lehrveranstaltung

In diesem Modul werden aufbauend auf den Lehrinhalten, welche in „Grundlagen des Konstruierens“ und „Grundlagen komplexer Maschinenelemente und Antriebe“ vermittelt wurden, weiterführende Methoden zur betriebssicheren Auslegung von Bauteilen behandelt. Schwerpunkte hierbei sind die erweiterte Lebensdauerberechnung sowie die numerische Berechnung von Kennzahlen instationär belasteter Wälz- und Gleitlager. Wellenkupplungen stellen ein weiteres Bauteil dar, für welches in diesem Modul Auslegungsgrundlagen (dynamische Eigenschaften, Belastungsgrenzen) vertieft werden.
Darüber hinaus wird das Konstruieren mit Regelwerken anhand von Beispielen (z.B. der Druckbehälterauslegung nach AD-Merkblättern) vorgestellt. Zudem werden die Einsatzgebiete für die Verwendung von numerischen Methoden im Konstruktionsprozess (z.B. FEM) und die Anwendung von Ähnlichkeitsmethoden (z.B. in Form von Ähnlichkeitskennzahlen) behandelt. Abschließend geht diese Veranstaltung auf Konstruktionsregeln für Bauteile aus anisotropen Werkstoffen ein, welche Sie z.B. für das Entwickeln und die Umsetzung von Leichtbaulösungen (aus Faser-Kunststoff-Verbund) benötigen.

Die Studierenden sollen im Rahmen dieses Moduls sowohl ein Bewusstsein für die Bedeutung der Begriffe „technische Sicherheit“ und „wirtschaftlich sinnvolle Dimensionierung“ erlangen, als auch die Fähigkeit, Maschinen- und Anlagenkomponenten unter Berücksichtigung statischer und dynamischer Belastungen betriebsfest auszulegen. Sie werden durch die Verwendung (und Einhaltung) technischer Richtlinien und Regelwerke in die Lage versetzt bei der Auslegung und Konstruktion von Bauteilen wirtschaftliche und sicherheitskritische Schäden zu vermieden. Darüber hinaus werden die Studierenden darüber informiert, in welcher Weise der Auslegungs- und Konstruktionsprozess durch numerische und ähnlichkeitstheoretische Methoden effektiv unterstützt werden kann.

Inhalte

• Erweiterte Lebensdauerberechnung dynamisch belasteter Bauteile
• Instationär belastete Lager
• Wellenkupplungen unter instationärer Belastung
• Ähnlichkeitsmethoden beim Konstruieren
• Anwendung numerischer Verfahren für konstruktive Probleme
• Konstruieren mit Regelwerken
• Konstruieren mit anisotropen Werkstoffen