Festigkeitslehre und Werkstoffe

11B2009

Bachelor

Deutsch

5.0

nur Sommersemester

1 Semester

Das Basismodul "Festigkeit von Werkstoffen und Werkstoffkunde" beleuchtet die beiden eng miteinander verbundenen Themen Festigkeit von Werkstoffen und Werkstoffkunde und gibt den Studierenden ein Grundwissen über die Mechanik von Werkstoffen und Werkstoffeigenschaften. Das Modul stellt einen wesentlichen Baustein für das Verständnis der Belastungen von mechatronischen Systemen dar. Studierende werden dazu befähigt, Werkstoffe gezielt auszuwählen und deren Anwendung in mechatronischen Systemen einzuschätzen.

1. Einführung in die Festigkeitslehre:

   • Definitionen und Grundbegriffe

   • Spannungs- und Verformungsanalysen

   • Sicherheitskonzepte und Sicherheitsfaktoren

2. Mechanisches Verhalten von Werkstoffen:

   • Elastizität und Plastizität Werkstoffprüfung und KennwerteEinfluss der Temperatur und Umgebung auf das Werkstoffverhalten

3. Belastungsarten und Beanspruchungsanalysen:

   • Zug-, Druck-, Schub- und Biegebelastungen

   • Einfluss von dynamischen Belastunge Berechnung von Beanspruchungen in mechatronischen Bauteilen

4. Werkstoffklassen:

   • Metalle, Polymere (, Keramiken) und Verbundwerkstoffe

   • Eigenschaften, Anwendungen und Verarbeitung

5. Werkstoffauswahl und Design:

   • Materialauswahlkriterien

   • Anwendungsbezogene Werkstoffauswahl

   • Optimierung von Bauteilgeometrien unter Festigkeitsaspekten

6. Praktische Anwendungen und Fallstudien:

   • Analyse realer mechatronischer Systeme

   • Anwendung von Simulationswerkzeugen zur Festigkeitsbewertung

   • Experimentelle Festigkeitsprüfungen

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Klausur oder
• e-Klausur

Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung
e‐Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Werkstofftechnik: Grundlagen in Physik und Chemie

Mathematik: Trigonometrie, Algebra, Grundlagen der Differential- und Integralrechnung, einfache Differentialgleichungen

Studierende, die dieses Modul erfolgreich studiert haben,
• können die Begriffe mechanische Spannung und Verzerrung nennen und die Unterschiede erklären.

• können die für die Festigkeitslehre notwendigen Materialgesetze und Materialeigenschaften nennen und erklären.
• können verschiedene Festigkeitshypothesen nennen und die Anwendung erläutern.
• können die Grundbelastungsarten (Zug, Druck und Temperaturänderung in Stäben, Biegung Schub und Torsion) nennen und darlegen.
• den Stellenwert der Festigkeitslehre innerhalb des Ingenieurswesens anhand praktischer Beispiele beschreiben

Die Studierenden können die Festigkeitshypothesen materialspezifisch abschätzen und analysieren.

Die Studierenden können die Festigkeitshypothesen und auf konkrete Anwendungsbeispiele transferieren und für unterschiedliche Werkstoffklassen evaluieren.

• Jahns, Katrin

• Jahns, Katrin
• Schmehmann, Alexander