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Konstruktionsoptimierung

Modulbezeichnung: Konstruktionsoptimierung
Studiengang: Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2013
Code: MAM.2.5.PE-KOO
SWS/Lehrform: 5V+4PA (9 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 12
Studiensemester: 2
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Erforderliche Studienleistungen (gemäß ASPO):
Benotete Studienleistung: Projekt
Unbenotete Studienleistung: Referate
Prüfungsart:
Klausur (50%), Projekt mit Präsentation (50%)
Zuordnung zum Curriculum:
MAM.2.5.PE-KOO Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2013, 2. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 135 Veranstaltungsstunden (= 101.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 12 Creditpoints 360 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 258.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Sonstige Vorkenntnisse:
MAB.5.4.PE-GET
MAB.5.2.AUT


[letzte Änderung 09.01.2018]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MAM.3.6.PE-PEP Produktentwicklung mit Projekt


[letzte Änderung 27.02.2011]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Bernd Heidemann
Dozent:
Prof. Dr. Walter Calles
Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Fricke
Prof. Dr. Bernd Heidemann


[letzte Änderung 09.01.2018]
Lernziele:
Strategien und Prinzipien für das Optimieren von Konstruktionen. hinsichtlich
  - Leichtbau,
  - fertigungs- und werkstoffgerechter Gestaltung,
  - Zuverlässigkeit und Sicherheit
kennen, beurteilen und anwenden können.
 
Teil Kunststoffgerechte Gestaltung
 
 
Teil Bewegungstechnik
Die Studierenden sollen in der Lage sein, Bewegungen von Arbeitsorganen, Werkzeugen und Verarbeitungsgut unter der Berücksichtigung technologischer Forderungen für verschiedene Kriterien (Beschleunigung, Antriebskräfte, Schwingungsanfälligkeit, …) generieren zu können. Sie sollen (mechatronische) Lösungen zur Umsetzung dieser Bewegungen konzipieren und ihre Eigenschaften unter Nutzung einer MKS-Software analysieren können sowie am Objekt erleben, welche Einsatzbereiche und Einsatzgrenzen entsprechende Bewegungssysteme besitzen.
 
 
Teil Werkstoffe
Ausgehend von einem Basiswissen über die Struktur und Eigenschaften von Kunstststoffen können die Studierenden anhand verschiedener Werkstoffauswahlprogrammmen anwendungs- und fertigungsgerecht geeignete Werkstoffe auswählen und ihre Eignung auch hinsichtlich ökologischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte bewerten.

[letzte Änderung 09.01.2018]
Inhalt:
1.Einführung und Übersicht: Generelle Strategien für das Optimieren von  
  Konstruktionen
 
2.Optimierungsstrategie Leichtbau: Berechnungsverfahren im Leichtbau,  
  Berechnungen im elastischen, elasto-plastischen und plastischen Bereich,  
  Optimierung der Querschnittsform, Spezielle Träger, dünnwandige Profile,  
  Sandwichkonstruktionen, Schalen.
 
3.Instabilität: Kippen, Biegedrillknicken, Beulen.
 
4.Überkritisches Verhalten.
 
5.Optimierungsstrategie Design for X: Einordnung der Prozesse Optimieren und  
  Gestalten in den Konstruktions-prozess
 
6.Die Prinzipien Funktionsintegration, Funktionstrennung, Differential- und  
  Integralbauweise.
 
7.Werkstoffgerechtes Gestalten.
 
8.Die Werkstoffgruppe „Kunststoff“ und Kunststoff-Verbundwerkstoffen
 
9.Das produktgerechte Auswählen von Kunststoffen
 
10.Kunststoffgerechtes Gestalten
 
11.Optimierungsstrategie Zuverlässigkeit: Sicherheitsgerechte Gestaltung,  
   Redundanz, Fail safe und Safe live.
 
Teil Kunststoffgerechte Gestaltung
 
Teil Bewegungstechnik
1.        Modellierung von Bewegungssystemen
-        Klassifikation der Modelle und deren Einordnung in den Entwicklungsprozess
-        Maßgebliche Kenngrößen von Bewegungssystemen
-        Grundlagen der Mehrkörpersimulation
2.        Bewegungsdesign
-        Beschreibung von Bewegungsvorgängen
-        Generieren von Bewegungsgesetzen für spezielle Anforderungen
3.        Konzipieren von Bewegungssystemen
-        Fallbespiele für ausgewählte Anforderungen
 
Teil Werkstoffe
Struktur und Eigenschaften von Kunststoffen
Faserverstärkte Kunststoffe
Strategien zur Werkstoffauswahl
Erstellen von Datenbankübersichten und Vergleich
Projektbezogene Werkstoffauswahl
 
 
 


[letzte Änderung 09.01.2018]
Lehrmethoden/Medien:
Seminaristische, interaktive Lehrveranstaltung mit Vortrags- und Workshopeinheiten. Integrierte Projektarbeit.
Umdrucke und von den Studierenden selbst recherchierte und erarbeitete Unterlagen.
 
Teil kunststoffgerechte Gestaltung
 
Teil Bewegungstechnik
Seminaristische Vorlesung mit integrierten Übungen/ betreute Übungen an der MKS-Software RECURDYN/ betreute Laborübungen und abschließenden Berichten
Vorlesungsskript/ Übungsaufgaben/ Versuchsanleitungen/ MKS-Software RECURDYN/ mechatronische Prüfstände praxisnaher Bewegungssysteme/ Demonstratoren
 
Teil Werkstoffe
Seminaristische Vorlesung und Arbeiten mit verschiedenen Datenbanken von Herstellern, Campusdatenbank und CES

[letzte Änderung 09.01.2018]
Literatur:
Roloff, Matek: Maschinenelemente.
Hoenow, G.; Meißner, T.: Konstruktionspraxis im Maschinenbau.
Dubbel: Taschenbuch des Maschinenbaus.
Pahl/Beitz: Konstruktionslehre.
Klein, B.: Leichtbau-Konstruktion.
Schumacher: Optimierung mechanischer Strukturen.
VDI-Richtlinie 2222
Ehrlenspiel, K.: Integrierte Produktentwicklung.
Ehrenstein, G.: Mit Kunststoffen konstruieren.
VDI-Wissensforum (Herausgeber): Konstruieren mit Kunststoffen
 
Teil Kunststoffgerechte Gestaltung
 
Teil Bewegungstechnik
/1/ Fricke, A.; Günzel, D.; Schaeffer, T.: Bewegungstechnik – Konzipieren und Auslegen von mechanischen Getrieben. München: Carl Hanser Verlag. 2015
/2/ Rill, G.; Schaeffer, T.: Grundlagen und Methodik der Mehrkörpersimulation. 2. Auflage. Wiesbaden: Springer Vieweg+Teubner. 2014
/3/ Dresig, H.; Vul‘fson, I.I.: Dynamik der Mechanismen. Wien: Springer-Verlag. 2013
/4/ VDI 2149, Blatt 1: Bewegungsgesetze für Kurvengetriebe. Berlin: Beuth-Verlag 2002
/5/ VDI 2143, Blätter 1 und 2: Getriebedynamik. Berlin: Beuth-Verlag 2008 bzw. 2011
 
Teil Werkstoffe
/1/  Ashby, M.F.: Materials Selection in Mechanical Design. 5th Edition. Elsevier.2017
/2/  Reuter, M.: Methodik der Werkstoffauswahl. Hanser.2007
/3/  Menges, G., Haberstroh, E., Michaeli, W., Schachtenberg, E.: Werkstoffkunde Kunststoffe. 5. Auflage. Hanser. 2002
/4/  Laeis, W.: Einführung in  ddie Werkstoffkunde derKunststoffe. Hanser.1972


[letzte Änderung 09.01.2018]
[Wed May 27 07:36:57 CEST 2020, CKEY=mkd, BKEY=mm, CID=MAM.2.5.PE-KOO, LANGUAGE=de, DATE=27.05.2020]