MASTERSTUDIENGANG MASCHINENBAU & DIGITALISIERUNG (M.ENG.) BERUFSBEGLEITEND

1. Mathematische Grundlagen (Lineare Algebra, insbesondere Eigenwertprobleme; bei Bedarf Vektoranalysis)
2. Mathematische Modellbildung und Anwendung mit MATLAB/Simulink
3. Systeme gewöhnlicher Differenzialgleichungen, autonome Systeme (mit Anwendungen)
4. Numerische Verfahren zur Lösung von Anfangs- und Randwertproblemen
5. Partielle Differenzialgleichungen (mit Anwendungen)
6. Fouriertransformation, DFT/FFT (und Anwendungen mit MATLAB)
7. Optional: Funktionalanalysis (kurz)

1. Vorlesung Systemsimulation

1.1 Einleitung und Motivation

1.2 Grundlagen der signalflussorientierten Systemmodellierung

1.3 Anwendung Numerischer Simulationsverfahren und Echtzeitsimulation

1.4 Modellbildung von Streckenmodellen (mechanisch/ elektrisch/ thermisch / usw.)

1.5 Identifikationsverfahren im Zeit- und Frequenzbereich

1.6 Modellierung informationsverarbeitender Systeme

2. Rechnerlabor Systemsimulation

2.1 Einführung in die signalflussorientierte Systemmodellierung (Matlab/Simulink)

2.2 Einstellung und Anwendung numerischer Simulationsverfahren

2.3 Modellierung, Identifikation und Parameterstudie eines elektrischen Antriebssystems

2.4 Modellierung und Auslegung eines Temperaturbeobachters für einen Wechselrichter

1. Statistische Grundlagen, Korrelation und Regression
2. Einführung in die statistische Versuchsplanung
3. Strategien der Planung
4. Planung und statistische Auswertung an einem Modellsystem
5. Zweistufige Versuchspläne zum Screening
6. Mehrstufige Versuchspläne für Wirkungsflächen und zur Optimierung mit mehreren ZielgrößenErgänzende Ideen von Taguchi und Shainin

1. Modellbildung und Aufstellen von Bewegungsgleichungen in Antriebsträngen
2. Lösen von Bewegungsgleichungen
3. Simulation des Antriebstrangs
4. Auswertung der Simulationsergebnisse
5. Plausibilisierung und Validierung der Simulation

1. Darstellung des Produktentwicklungsprozesses im Allgemeinen (vgl. VDI 2221 ff.). Von der Idee bis zum Prototyp sowie Digitalisierungsmöglichkeiten und finale Qualitätssicherung
2. Aufbau von CAD-Systemen und Modellierungsgrundlagen
3. Prototypenerstellung mittels additiver Fertigung
4. Digitalisierung von Objekten mittels 3D-Scanner und Qualitätssicherung (Soll-Ist-Vergleich, messtechnische Auswertungen)
5. Praxisbeispiele

• 1. Die Theorie und Anwendung eines expliziten Simulationssystems
  2. Modelltechnik und -aufbau
  3. Validierung und Verifikation von Berechnungsmodellen
  4. Kennenlernen verschiedener Materialmodelle und deren Verwendung
  5. Ermittlung von materialspezifischen Kennwerten in Laborversuchen und Implementierung in ein geeignetes Materialmodell
  6. Einführung in Schädigungs- und Versagensmodelle für die Simulation
  7. Erstellung einer Versagenskurve aus Versuchsdaten und deren Implementierung in ein Versagensmodell
  8. Anwendung von Materialmodellen und Versagensmodellen in der Simulation

1. Pre E-Learning Phase 1

1.1 Projektvorstellung Leichtbau

1.2 Hybridbauweise: Funktionsanalyse und Lastenheft (projektbezogen)

1.3 Grundprinzipien des Leichtbaus

1.4 Grundprinzipien der Nachhaltigkeit

1.5 Werkstoffe im Leichtbau, Faserverstärkte Werkstoffe,

1.6 Lieferketten und Energiebetrachtung zu Leichtbauwerkstoffen

1.7 Leichtbau-Designkriterien (projektbezogen)

1.8 Krafteinleitung im Leichtbau (projektbezogen)

1.9 Leichtbauelemente 1: Dünnwandige Balkenquerschnitte

1.10 Leichtbauelemente 2: Schalenstrukturen

1.11 Leichtbauelemente 3: Schubfeldträger

1.12 Leichtbauelemente 4: Sandwichstrukturen

1.13 Herstellverfahren im Leichtbau

1.14 Recyclingverfahren für Leichtbaustrukturen

1.15 Dimensionierung einer Leichtbaustruktur (projektbezogen)

1.16 Festigkeitsanalyse einer Leichtbaustruktur (projektbezogen)

1.17 Life Cycle Assessment (projektbezogen)

2. Präsenz Phase 1

2.1 Funktionsanalyse, Anforderungsanalyse, CO₂ Footprint Analyse (projektbezogen)

2.2 Einsatz von Kreativitätstechniken zur Lösungsfindung (projektbezogen)

2.3 Einführung Nachhaltigkeitsanalyse und Energiebetrachtung im Leichtbau

2.4 Projektbezogene Konzeptionierung einer nachhaltigen Leichtbaustruktur

2.5 Strukturanalyse und Aufzeigen von alternativen Lösungswegen (projektbezogen)

2.6 Optimierung einer Leichtbaustruktur unter technischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten

2.7 Praxisbeispiele (Laborübungen, virtuell zugeschaltet)

3. Post E-Learning Phase 1

3.1. Analyse des projektbezogenen Bauteils aus der Präsenzphase Leichtbaupotential: Geometrie / Werkstoff / Nachhaltigkeit

3.2 Strukturierte Optimierung des projektbezogenen Bauteils Gewicht und Recycling

3.3 Funktionsnachweis und Abgleich mit Lastenheft (Nachweisführung)

3.4 Vollständige Beschreibung des ausgewählten Konzeptes

3.5 Vollständige Nachhaltigkeitsbetrachtung des ausgewählten Konzeptes

1. Systems Engineering – Anforderungen und Systemmodellierung (mit SysML)
2. Einführung in die Toleranzkettenanalyse
3. Statisch bestimmte Systeme
4. Statische und dynamische Steifigkeit
5. Thermische Stabilität
6. Optomechanische Grundlagen
7. Analyse und Entwurf feinmechanischer Systeme
8. Monolithische Gelenke
9. Klebeverbindungen
10. Kontaktprobleme
11. Hysterese und Lose

1. Management von Kundenanforderungen für innovative Phasen
2. Vier Felder Struktur zur methodischen Generierung von Innovationen
3. Ermittlung von Innovationsgraden und Ableitung organisatorischer Konsequenzen
4. Design und Applikation von betrieblichen Innovationsprozessen
5. Kostenvorhersagetechniken alternativer Techniken
6. Entwickeln von Produktarchitekturen, Standardmodularitäten und Produktplattformen
7. Entscheidungsmethodik zur Auswahl des besten Innovationsprojektes
8. Management von betrieblichen Widerständen bei Innovationsprozessen