Fakultät 3 Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen
Auf dieser Seite erfolgen Angaben zu den turnusmäßig im Winter- und Sommersemester angebotenen Lehrveranstaltungen.
Die Termine und Räume entnehmen Sie bitte dem 
Vorlesungsverzeichnis.
Verschiebungs-, Verzerrungs- und Spannungszustand, allgemeine u. Hauptachsentransformationen, Elastizitätsgesetze, ortho- u. isotrop, Dilatations- u. Deviatoraufteilungen, Formänderungsenergiedichte, Darstellungsformen, allg. räumliche Gleichgewichtsbedingungen (global, lokal)
Grundgleichungen (Elimination der Spannungen bzw. Verschiebungen: Naviersche V-DGL, Beltrami-Mitschelsche DGL, Airysche Spannungsfunktionen), einfache rotationssymmetrische Anwendungen (2D-Probleme), Hinweise auf FEM, Übungen (2D-Axialsymmetrie), ebene, rotations-symmetrische Anwendungen (1D), ebene Probleme (ESZ, EVZ), Transformationen, Anwendungen
Stab- und Flächentragwerke, Leichtbau
Querkraftschub, Schubmittelpunkt, Schubfeldträger, Torsion mit Querschnittsverwölbung, Stabilität ( ..., Kippen)
Knicken von Stäben
Beulen von Platten
Ausblick bzgl. verstärkter Blechfelder und Rohre
Aufbau, Werkstoffe,Kernbauweisen, Verformungsberechnung, Einblick in die Besonderheiten (Stabilität, erw. SW-Theorie)
Faser- und Matrixauswahl, Transformationen, klassische Laminat Theorie (CLT), Besonderheiten, Einblick in die Festigkeitsauslegung
Analytische Übungen zuzüglich FE-Problemaufbereitung, FE-Berechnung und Auswertung samt Interpretation bzgl. des Vorlesungsstoffes (Sandwichtragwerke, Stabilitätsprobleme, ...) mit kommerzieller Software (ABAQUS)
Freie gedämpfte Schwingungen, log. Dekrement, Begriffe
Erzwungene Schwingungen im Frequenzbereich:
harmonische Erregung, einheitliche (komplexe) Darstellung von Kraft-/Feder-,Unwucht- und Fußpunkterregung
Vergrößerungs- und Phasenfunktionen, allg. period. Erregung (Fourierreihe), allg. transiente Erregung (Fourierintegral)
Erzwungene Schwingungen im Zeitbereich
Stoßantwortfunktionen, Duhamelsches Integral
- Einleitung, Ersatzmodelle, Grundlagen am 1 FHG - Modell unter Unebenheitsanregung:
Eigenschwingungen, Dämpfungen, Vergrößerungsfunktionen Radlastschwankungen, hydraulische- und Gummidämpfung
- Beschreibung stochastischer Schwingungen:
Kennzahlen, spektrale Leistungsdichten - Fahrbahnbeschreibung:
sinusförmige und allg. periodische (Wellen-) Fahrbahnanregung, stochastische Fahrbahnbeschreibung, Weg -u. Zeitkreisfrequenz; Erörterung relevanter Anregungsquellen
- Bewertungskriterien:
Radlastschwankungen, Fahrsicherheit, Straßenbeanspruchung, Federwege (Sitz u. Rad), menschliches Empfinden, einfache Fahrzeuge; Reifen- und Sitzeigenschaften
Einflüsse von Aufbaufederung u. -dämpfung, Radmasse u. -federung; schwingungstechnische Auslegung: Konfliktschaubild;
Nick- u. Wankbewegungen
- Modellierung mit FEM
- lineare/nichtlineare Rechenprozeduren (Vergleich, Voraussetzungen, Konvergente Lösungen)
- messtechnische Untersuchung am realen Bauteil (Steifigkeitsbestimmung)
- Vergleich von Berechnung und Messung, Disskusion von Unterschieden und deren Ursachen
Aufgrund der Verfügbarkeit preiswerter Rechenleistung werden in den Berechnungs- und Konstruktionsabteilungen zunehmend moderne, computergestützte Berechnungsmethoden verwendet. Vor allem die Finite-Elemente-Methode hat sich wegen ihrer Formalisierbarkeit durchgesetzt. Ausgehend von den Grundlagen der Kontinuumsmechanik wird die Finite-Elemente-Methode entwickelt und die Berechnung von Verformungen, Spannungen und Schwingungseigenformen dargestellt.
Einführung, Begriffe, Motivation
(Lagrangesche u. Eulersche Betrachtungsweise, Deformations-, Verschiebungs-, Geschwindigkeitsgradient, polare Zerlegung, Green-Lagrange-, Almansi-, Hencky-Verzerrungstensoren, Deformations-, Rotations-, Verzerrungsgeschwindigkeitstensoren, ...)
(Cauchy-, 1. und 2. Piola-Kirchoff-Spannungstensoren, ...)
(allgemeine Feldformulierung, Masse, Impuls, Drehimpuls, mechanische Energiebilanz, 1. und 2. Hauptsatz, ...)
(allgemeine Sätze, Objektivität, Symmetrien, Hyperelastizität: Ogden, Mooney-Rivlin, Neo-Hooke, Saint-Venant Kirchhoff, ...)
Holzapfel: Nonlinear Solid Mechanics, ISBN 471-82319-8
Belytschko, Wang, Moran: Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures, ISBN 471-98774-3
Wriggers: Nichtlineare Finite-Element-Methoden, ISBN 354067747X
Teil A: Schallmesstechnik wird von Prof. E. Sarradj gelesen.
Vorstellung der prinzipiellen Messkette, Erregerquellen, Sensoren, Darstellung im Frequenzbereich, Beispiele von Spektren, logarithmische Darstellung, Aliasing, Leakage, Fensterfunktionen, Einstellungen für den Messablauf und Besonderheiten des Frequenzanalysators, Kennfunktionen der Signalanalyse, Theoretische Modalanalyse, Orthogonalitätsrelation, Übertragungsmatrix, Modalanalyse gemessener Frequenzgänge, SDOF- und MDOF-Verfahren, Kriterien zur Überprüfung modaler Größen (z. B. MAC), Strukturmodifikation, Mehrpunkterregung gemäß Phasentrennungsverfahren, Model Updating, Übertragungsmatrizenverfahren, Beurteilungskriterien von Schwingungseinwirkungen auf Mensch und Maschine / Schadensdiagnose
Begleitende Experimente: U.a. messtechnische Ermittlung der Dämpfung, experimentelle Modalanalysen,
Model Updating, Ordnungsanalyse
Der Lehrstuhl Strukturmechanik bietet im Rahmen des Ringlabores folgende Versuche an:
Hier werden am Beispiel eines Flügels die Grundlagen der Herstellung von Faserverbundbauteilen vermittelt. Jede Gruppe (2 Studenten) fertigt eine Flügelhalbschale aus glasfaserverstärktem Material. Die Halbschalen werden dann zu dem kopletten Flügel zusammengefügt.
Einige Fragen zur Auslegung von Faserverbund-Bauteilen werden erörtert und ein Überblick über verschiedene Verstärkungsfasern und Matrixmaterialien sowie über andere Leichtbauweisen (Sandwichtragwerke) wird gegeben.
Hier wird an zwei Beispielen (Stahlplatte, Fahrzeugkarrosserie) von den Studenten eine experimentelle Modalanalyse durchgeführt. Die Modalanalyse stellt eine Möglichkeit dar, die modalen Parameter (Eigenfrequenzen, Dämpfungen, Schwingformen) von Bauteilen zu bestimmen, indem man die jeweilige Struktur definiert zum Schwingen anregt und diese Schwingungsantwort aufzeichnet. Die Erregung erfolgt für die Stahlplatte mittels Modalhammer und für die Fahrzeugkarrosserie mittels eines elektrodynamischen Shakers. Anfänglich wird ein Einblick in die theoretischen Grundlagen der Signal- und Modalanalyse vermittelt. Anschließend wird eine experimentelle Modalanalyse durchgeführt und ausgewertet, wobei die experimentellen Ergebnisse mit den rechnischen (FEM) ermittelten verglichen und diskutiert werden.