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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
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).
Wirtschaftsingenieurwesen, Master, ASPO 01.04.2022
Code: WIM22-WPM-T-103
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..
P450-0382
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.
2V+1U+1PA (4 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: nein
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projekt mit schriftlicher Ausarbeitung und Präsentation

[letzte Änderung 02.03.2023]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

WIM22-WPM-T-103 (P450-0382) Wirtschaftsingenieurwesen, Master, ASPO 01.04.2022 , 1. Semester, Wahlpflichtfach
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 60 Veranstaltungsstunden (= 45 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 135 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert
Dozent/innen:
Prof. Dr. Frank Ulrich Rückert


[letzte Änderung 02.03.2023]
Lernziele:
Überblick über moderne Simulationsmethoden zur Vorausplanung von Systemverhalten, Funktion, Struktur, Life-Cycle und Nachhaltigkeit von Fahrzeugkomponenten. Einsatz von leistungsstarken 1D/3D CAD und CAE Systemen sowie 3D Druck insbesondere mit Hinblick auf Eigenschaften von Prozessmedien und Werkstoffen verstehen und beherrschen. Kopplung Festigkeits-, Strömungs- und Thermosimulation beherrschen. Methode der Systemsimulation, Finiten Elemente und Finiten Volumen praktisch anwenden und eigene Prototypen mithilfe von 3D Druck und additiver Fertigung erstellen können. Mit den Prototypen sollen praxisnahe Versuche durchgeführt werden.

[letzte Änderung 02.03.2023]
Inhalt:
•        spezifische Algorithmen und Abläufe beim Arbeiten mit 1D und 3D CAD/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
•        CAD/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
•        Bearbeitung eines Beispiels zur integralen Lösung einer Fahrzeugkomponente mit einer ansatzweisen Optimierung der Lösung in Bezug auf Funktion, Life-Cycle und Sustainability
•        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 02.03.2023]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Teambuilding durch Methoden des Lernteam Coachings (LTC); Seminaristische, interaktive Lehrveranstaltung auf Basis von blended Learning. Installation der CAD/CAE Tools im Homeoffice 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 02.03.2023]
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


[letzte Änderung 02.03.2023]
[Mon Mar  4 07:02:14 CET 2024, CKEY=waumb, BKEY=wim3, CID=WIM22-WPM-T-103, LANGUAGE=de, DATE=04.03.2024]