Betriebsfestigkeit und Mehrkörpersimulation

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 11.0 vom 05.12.2022

11M1030

Durability and multi-body simulation

• Fahrzeugtechnik (Master) (M.Sc.)
• Entwicklung und Produktion (M.Sc.)
• Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Metalltechnik (M.Ed.)
• Informatik - Verteilte und Mobile Anwendungen (M.Sc.)
• Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Fahrzeugtechnik (M.Ed.)

5

Im Hinblick auf Kraftstoffersparnis, größtmögliche Zuladung etc. hat der Leichtbau gerade in der Fahrzeugindustrie in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Anwendung finden zunehmend neue Werkstoffe, neue Technologien und angepasste Bauweisen. Neben der Berechnung der Bauteilbeanspruchung ist wegen der hohen Materialauslastung die experimentelle Betriebsfestigkeitsanalyse unverzichtbar. Studierende sollen Methoden kennen und anwenden lernen, um Konstruktionen hinsichtlich geringst möglichem Materialaufwand zu optimieren und um Lebensdauerabschätzungen durchzuführen.

1. Methoden und Hilfsmittel im Leichtbau
2. Typische Leichtbaustrukturen
3. Verbindungstechniken
4. Analytische Auslegung von Leichtbaustrukturen
5. Optimierungsstrategien
6. Schwingfestigkeit (Kennlinien, Einflussgrößen, Kerbwirkung)
7. Experimentelle Betriebsfestigkeitsuntersuchungen
   7.1 Lastkollektive - Erstellung und Anwendung
   7.2 Betriebsfestigkeitsversuch
   7.3 Konzepte der Bauteilauslegung und Lebensdauervorhersage

Wissensverbreiterung
Die Studierenden haben eine Überblick über aktuelle Methoden zum Entwurf und zur Berechnung von Leichbaukonstruktionen. Sie können geeignete Verfahren zur experimentellen Betriebsfestigkeitsermittlung auswählen und anwenden.
Wissensvertiefung
Sie haben die dem Stand der Technik entsprechnenden Berechnungs- und Optimierungsmethoden des Leichtbaus sowie Verfahren zur Lebensdauerabschätzung kennengelernt.
Können - instrumentale Kompetenz
Der Einsatz der gelernten Verfahren wurde exemplarisch geübt und diese Methoden können auf eine konkrete Aufgabenstellung angewendet werden.
Können - kommunikative Kompetenz

Können - systemische Kompetenz

VorlesungRechnerübungenLaborversuche

Mathematik: Matrizenrechnung, Lösen von Dgln. Extremwertbestimmung, Funktionen mit mehreren Variablen; Mechanik: Statik, Dynamik, Festigkeitslehre, Scheiben, Platten, Schalen, FEM-Brechnungen, Kenntnis der Eigenschaften gängiger Leichbauwerkstoffe

Prediger, Viktor

• Prediger, Viktor
• Schmidt, Reinhard

5

Radaj, D. :Ermüdungsfestigkeit, Berlin [u.a.] : Springer, 2009Naubereit H.;Weihert, J.: Einführung in die Ermüdungsfestigkeit, München [u.a.]: Hanser, Jahr 1999 Klein, Bernd: Leichtbau-Konstruktion, Vieweg+Teubner, 2007Harzheim, Lothar: Strukturoptimierung: Grundlagen und Anwendungen, Deutsch (Harri), 2007 Mattheck, Claus: Design in der Natur, Design in der Natur: Der Baum als Lehrmeister, Rombach, 2006Degischer, H.P., Lüftl, S.: Leichtbau: Prinzipien, Werkstoffauswahl und Fertigungsvarianten, WILEY-VCH, 2009 Wiedemann, J. Leichtbau: Elemente und KonstruktionHarzheim L.: Strukturoptimierung, Deutsch, 2008Schumacher A.: Optimierung mechanischer Strukturen, Springer 2005

Klausur 2-stündig

Hausarbeit

Vertiefte Kenntnisse der werkstofftechnischen Grundlagen sowie der mathematischen Beschreibung und Optimierung von Leichtbaustrukturen. Vertiefte Kenntnisse der Grundlagen und Methoden von Betriebsfestigkeitsuntersuchungen. Fertigkeiten bei der Bearbeitung komplexer Aufgaben.

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch