Betriebsfestigkeit und Strukturoptimierung - Detailansicht

Betriebsfestigkeit:

-Einführung in das Thema Betriebsfestigkeit

-Wöhlerversuch

-Einflüsse auf die Betriebsfestigkeit

-Beanspruchung (Verläufe, Lastkollektive, ...)

-Rechnerische Lebensdauerermittlung

Strukturoptimierung:

-Grundlagen der Strukturoptimierung

-Optimierung ohne Restriktionen

-Optimierung mit Restriktionen

-Approximationsbasierte Optimierung

-Definition eines Optimierungsproblems

-Optimierungsstrategien

-Topologieoptimierung

-Formoptimierung

-Parameteroptimierung

Betriebsfestigkeit:

-Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM): FKM-Richtlinie Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile aus Stahl, Eisenguss- und Aluminiumwerkstoffen. 7., überarbeitete Ausgabe; VDMA; 2020.

-Haibach, E.: Betriebsfestigkeit - Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung. Springer; 2006.

-Köhler, M. et al.: Zählverfahren und Lastannahme in der Betriebsfestigkeit. Springer; 2012.

-Läpple, V.: Einführung in die Festigkeitslehre. Springer Vieweg; 2016.

-Radaj, D.; Vormwald, M.: Ermüdungsfestigkeit - Grundlagen für Ingenieure. Springer; 2007.

-Richard, H.A.; Sander, M.: Ermüdungsrisse - Erkennen, sicher beurteilen, vermeiden. Springer Vieweg; 2012.

-Sander, M.: Sicherheit und Betriebsfestigkeit von Maschinen und Anlagen - Konzepte und Methode zur Lebensdauervorhersage. Springer Vieweg; 2018.

-Schijve, J.: Fatigue of Structures and Materials. Springer; 2009.

-Wächter, M.; Müller, C.; Esderts, A.: Angewandter Festigkeitsnachweis nach FKM-Richtlinie. Springer Vieweg; 2021.

Strukturoptimierung:

-Altair Hyperworks: Practical Aspects of Structural Optimization – A Study Guide. 2018.

-Altair: Introduction into Design of Experiments DOE with HyperStudy – A Study Guide. 2017

-Altair: Introduction into Fit Approximations with Altair HyperStudy – A Study Guide. 2018.

-Harzheim, L.: Strukturoptimierung – Grundlagen und Anwendungen. Europa-Lehrmittel, 2014.

-Schumacher, A.: Optimierung mechanischer Strukturen – Grundlagen und industrielle Anwendungen. Springer Vieweg; 2013.

HINWEIS: Diese Lehrveranstaltung wird bis auf Weiteres immer nur im Wintersemester (1 Mal jährlich) angeboten.

Absolventinnen und Absolventen können die Mechanismen der Materialermüdung und die Konzepte der Betriebsfestigkeit erläutern. Sie können den Wöhlerversucherläutern und die Methoden der verschiedenen Optimierungsverfahren differenzieren.

Absolventinnen und Absolventen können die Lebensdauer von Bauteilen berechnen und die Ergebnisse des Wöhlerversuchs geeignet auf Berechnungsverfahren anwenden. Sie können die wichtigsten Einflussgrößen auf die Lebensdauer eines Bauteiles beurteilen und Beanspruchungen für Berechnungsverfahren aufbereiten. Absolventinnen und Absolventen sind in der Lage Strukturoptimierungen mit kommerzieller Software durchzuführen und die Ergebnisse zu interpretieren. Sie können Optimierungsprobleme definieren.

Die erworbene Kompetenz im Bereich der Kommunikation ist das Erstellen von Berechnungsberichten nach wissenschaftlichen Grundsätzen. Außerdem wird dieKompetenz der Kommunikation durch das projektorientierte Konzept unterstützt, da die Studierenden untereinander und mit dem Dozenten fachliche Diskussionenführen.

Die Absolventinnen und Absolventen erwerben insbesondere bei der Bearbeitung der Praktischen Arbeiten einen hohen Grad an Professionalität bei der Durchführungnumerischer Berechnungsaufgaben, wie sie (wenn auch in anderem Umfang) auch in der industriellen Praxis vorkommen. Zur Lösung ingenieurwissenschaftlicher Berechnungsaufgaben gehört dabei insbesondere das gewissenhafte Durchführen einer Berechnung, was Modellaufbau, Berechnung, Auswertung und Modellkontrolle/-validierung beinhaltet. Die Absolventinnen und Absolventen eignen sich außerdem außerdem die Fähigkeit an, Ihren Lernprozess selbst zu steuern(Zeitplanung, Selbststudiumsfähigkeiten), so wie es im Beruf später auch verlangt wird.

Mathematik 1, 2 und 3 Technische Mechanik 1 und 2

Ein paralleles Absolvieren des Moduls FEM (Finite Elemente Methode) ist empfohlen.

IT-Werkzeuge

ACHTUNG: Findet nur im Wintersemester statt

Benotete Prüfungsleistung: Portfolioprüfung (Digitale Prüfung/Klausur (90 min) und Praktische Arbeit; Details werden in der Veranstaltung und in Moodle bekanntgegeben.)

Zugelassene Hilfsmittel für die digitale Prüfung: alle (Details siehe Moodle)