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CAE und moderne Berechnungsmethoden

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
CAE und moderne Berechnungsmethoden
Modulbezeichnung (engl.): CAE and Modern Calculation Methods
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2021
Code: FTM-CAE
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P242-0105
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
3V+1U+1P (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
6
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit mit Präsentation

[letzte Änderung 31.05.2022]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

FTM-CAE (P242-0105) Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2021 , 1. Semester, Pflichtfach
FTM-CAE (P242-0105) Fahrzeugtechnik, Master, ASPO 01.04.2023 , 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 6 Creditpoints 180 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 123.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert
Dozent/innen:
Prof. Dr. Jörg Hoffmann
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert


[letzte Änderung 31.05.2022]
Lernziele:
Die Teilnehmer gewinnen theoretisches Wissen und praktische Kompetenzen über moderne Simulationsmethoden zur Vorausplanung von Systemverhalten, Funktion, Struktur, Life-Cycle und Nachhaltigkeit von Fahrzeugsystemen und deren Komponenten.
Sie erlernen den Einsatz und Umgang von leistungsstarken 1D/3D CAE Systemen sowie dem 3D Druck insbesondere mit Hinblick auf Eigenschaften von Prozessmedien und Werkstoffen zu verstehen und zu beherrschen. Darüber hinaus sind sie in der Lage Kopplungen von Festigkeits-, Strömungs- und Thermosimulation durchzuführen.
 
Auf der Basis von Finiten Elemente Methoden und Finiten Volumen Methoden, in Kombination mit statistischen Versuchsplanungen (DOE), können die Studierenden Entwicklungsparameter evaluieren und Fahrzeugsysteme und deren Komponenten zur Lastenheftanforderung entwickeln.


[letzte Änderung 04.12.2020]
Inhalt:
 -  Spezifische Algorithmen und Abläufe beim Arbeiten mit 1D und 3D CAE Systemen
 -  Methoden für die Konstruktion und additive Fertigung von komplexen Einzelteilen und Baugruppen sowie für das Erstellen von digitalen Zwillingen aufgrund von Einzelteil- und Baugruppenzeichnungen
 -  CAE-Werkzeuge: kinematische Simulation, Einbausimulation, parametrische Konstruktion, Fertigungssimulation, Temperatursimulation, Schwingungsverhalten mithilfe von digitalen Zwillingen
 -  Überblick über die modernen Berechnungsmethoden der Finite Elemente und Finiten Volumen Methode
 -  Einführung in den Aufbau eines systemtechnischeren Auslegungstools (Simcenter Amesim)
 -  Einführung in einen kommerziellen CFD/FEM-Code (ANSYS Workbench)
 -  Praktische 3D Strömungssimulation und Strukturanalysen mit ANSYS Workbench


[letzte Änderung 04.12.2020]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Teambuilding durch Methoden des Lernteam Coachings (LTC); Seminaristische, interaktive Lehrveranstaltung auf Basis von blended Learning. Installation der CAE Tools im home-office sowie Nutzung im PC-pool zur Erstellung des digitalen Zwillings. Ergänzung der Simulation durch Arbeiten in den Lernwerkstätten. Arbeitsunterlagen und Lern-Videos. Online Meetings via MS Teams.

[letzte Änderung 04.12.2020]
Sonstige Informationen:
Bearbeitung eines Beispiels zur integralen Lösung einer Fahrzeugkomponente mit einer ansatzweisen Optimierung der Lösung in Bezug auf Funktion, Life-Cycle und Sustainability und Einführung in additive Fertigung und Funktionstest von selbst erstellten Prototypen in der Lernwerkstatt
 
Abschluss des Moduls durch ein gemeinsam bearbeitetes, anwendungsnahes Projekt aus dem Bereich Fahrzeugtechnik


[letzte Änderung 04.12.2020]
Literatur:
 -  Huei-Huang Lee: Finite Element Simulations with ANSYS Workbench 19; ISBN-13 978-1-63057-211-2
 -  Willi Bohl, Walter Wagner: Technische Strömungslehre; Vogel Verlag; ISBN 3-8023-0576-0
 -  Rolf Steinbuch: Finite Elemente – Ein Einstieg; ISBN 3-540-63128-3
 -  Yunus A. Cengel, Afshin J. Ghajar: Heat and Mass Transfer Fundamentals & Applications; ISBN-13: 978-93-392-2319-9
 -  Berthold Noll; Numerische Strömungsmechanik – Grundlagen; Springer Verlag; ISBN 3-540-56712-7
 -  Christof Gebhardt: Praxisbuch FEM mit ANSYS Workbench – Einführung in die lineare und nichtlineare Mechanik; ISBN 978-3-446-42517-0
 -  Florian Kramer: Integrale Sicherheit von Kraftfahrzeugen; Springer Verlag; ISBN 978-3-8348-2608-4
 -  Qasim Shah: LS-DYNA für Einsteiger; AV Akademikverlag; ISBN 978-620-2-22602-8

[letzte Änderung 04.12.2020]
[Tue Jun 18 19:52:48 CEST 2024, CKEY=fcumb, BKEY=ftm, CID=FTM-CAE, LANGUAGE=de, DATE=18.06.2024]