Biomechanik

Ingenieurtechnische Methoden und Verfahren, insbesondere von mechanischen Prinzipien auf biologisch-medizinischen Problemstellungen, stehen im Fokus der Lehre.
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M+V Department

Modulhandbuch

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Modulhandbuch

CAD/CAE

Empfohlene Vorkenntnisse
  • Technische Mechanik I, II, III
  • Grundlagen CAD, Technische Dokumentation
  • Computergestützte Mathematik, Grundlagen Datenverarbeitung
  • Maschinenelemente I, II
  • Mathematik I, II
Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse im Bereich der rechnergestützten Entwicklung und Untersuchung vorwiegend mechanischer Systeme. Sie lernen aufbauend auf den erworbenen CAD Grundlagenkenntnisse erweiterte Methoden der rechnergestützten Produktentwicklung kennen und vertiefen ihre Fähigkeiten hinsichtlich der effizienten Organisation von größeren Konstruktionsprojekten. Darüber hinaus können die Studierenden ausgehend vom dreidimensionalen Geometriemodell grundlegend den Einsatz rechnergestützte Analysewerkzeuge zur Simulation des kinematischen und elastomechanischen Verhaltens bewerten und den Nutzen der Analysewerkzeuge innerhalb des Entwicklungsprozesses sinnvoll einschätzen. Zudem beherrschen die Studierenden die typischen Anwendungsgrundlagen marktüblicher CAE Systeme (numerische Simulationssoftware, Finite Elemente Analyse, Mehrköperdynamik). Dies versetzt die zukünftigen Ingenieurinnen und Ingenieure in die Lage, im Berufsleben unabhängig von spezifischen CAE Anwendungen die fachlich sinnvolle Entscheidung auf Basis einer soliden Kenntnis der grundlegenden Arbeitstechniken im Bereich der rechnerbasierten Entwicklungsmethoden zu treffen. Darüber hinaus wird ihnen der Einstieg in individuelle unternehmensspezifische Softwareanwendungen erheblich erleichtert.
Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 180
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Grundlagen FEM: Laborarbeit; Gewichtung Modulnote: 1/3

CAD/CAE: Klausurarbeit, 60 Min., und Laborarbeit; die Note wird aus den Noten der Klausur (Gewichtung 80 %) und der Laborarbeit (Gewichtung 20 %) ermittelt; Gewichtung Modulnote: 2/3

 
Leistungspunkte Noten

 

 
Modulverantwortlicher

Professor Dr.-Ing. Bernd Waltersberger
Empf. Semester 4. Semester
Haeufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor BM - Hauptstudium
Veranstaltungen

CAD / CAE

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V829
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Einordnung der Begrifflichkeiten CAD, CAE, CAM, FEM, MKS , CFD, PDM innerhalb des Entwicklungsprozesses.
  • Auswahl elementarer anwendungsübergreifender Möglichkeiten erweiterter rechnergestützter Konstruktionstechniken wie z.B. Analyse der Massenwerte, Vereinfachte Baugruppendarstellungen, Erzeugung von Freiformflächen, Blechteilkonstruktionen.
  • Grundlegende informationstechnisch sowie insbesondere die mathematischen Hintergründe der rechnergestützten Entwicklungswerkzeuge.
  • Prinzipielles Vorgehen im Modellbildungsprozess vom physikalischen bis zum mathematischen Modell einer maschinenbaulichen Struktur.
  • Anwendungsübergreifend die grundlegenden Möglichkeiten zur rechnergestützten kinematischen und dynamischen Analyse der aus den Geometriemodellen abgeleiteten Mechanismen (i.Allg. elastische Mehrkörpersysteme).
  • Anwendungsübergreifend die grundlegenden Möglichkeiten zur rechnergestützten Analyse maschinenbaulicher Systeme oder Bauteile hinsichtlich Festigkeit, Stabilität und dynamischem Verhalten.

Die rechnergestützten Entwicklungsmethoden werden exemplarisch in Rechnerübungen mittels marktüblicher CAE Software vertieft.
Literatur
  • Köhler P. Pro/ENGINEER-Praktikum. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2010
  • Westermann T. Modellbildung und Simulation: Mit einer Einführung in ANSYS. Berlin: Springer, 2010
  • Wittenburg J. Dynamics of Multibody Sytems. Berlin: Springer, 2008
  • Rill G, Schaeffer Thomas. Grundlagen und Methodik der Mehrkörpersimulation. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2010

Grundlagen FEM

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V704
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Theoretische Grundlagen der FEM (Prinzip der virtuellen Verschiebungen, FEM am Dehnstab, einfache Stabsysteme rechnen) ca. 50 %
  • Rechenbeispiele im Labor (ca. 50 %). Es sind etwa 5 Übungsaufgaben nacheinander im Wochenrhythmus zu bearbeiten. Die Bearbeitung erfolgt in Zweier- oder Dreiergruppen. Zur Unterstützung der Bearbeitung werden Lösungshinweise und Begleitmaterialien ausgegeben. Über jede Aufgabe ist kurzfristig ein Bericht anzufertigen, der die Grundlage für die Bewertung darstellt. Die einzelnen Aufgaben werden ständig verändert und behandeln beispielsweise
    - Biegebalken unter statischer Beanspruchung
    - Kerbspannungen, z. B. Lochstab unter statischer Beanspruchung
    - Lochstab unter Ermüdungsbeanspruchung
    - Temperaturverteilungen (und dadurch induzierte Spannungen)
    - Bruchmechanische Fragestellungen (z. B. Zugstab/Scheibe mit Innenriss)
Literatur
  • Finite Elemente - Eine Einführung für Ingenieure, Klaus Knothe, Heribert Wessels (Springer-Verlag, 5. Auflage, 2017, auch als eBook erhältlich)
  • Westermann T. Modellbildung und Simulation: Mit einer Einführung in ANSYS. Berlin: Springer, 2010
  • FEM für Praktiker, Bd.1: Grundlagen, Günter Müller, Clemens Groth (Expert-Verlag, 2000)
  • FEM für Praktiker, Bd.2: Strukturmechanik, Ulrich Stelzmann, Clemens Groth, Günter Müller (Expert-Verlag, 2000)
  • Finite Elemente für Ingenieure 1 und 2, Betten, (Springer, 2000)

 
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