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Modulnummer:
| 36426
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| Modultitel: | Anwendung von Festigkeitskonzepten mit FEM |
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Employment of Structural Designing Approathes with FEM
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| Einrichtung: |
Fakultät 3 - Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
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| Verantwortlich: | -
Prof. Dr.-Ing. Seidlitz, Holger
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| Lehr- und Prüfungssprache: | Deutsch |
| Dauer: | 1 Semester |
| Angebotsturnus: |
jedes Wintersemester
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| Leistungspunkte: |
6
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| Lernziele: | Die Studierenden erlangen vertiefte Kenntnisse über Konzepte zur Berechnung der Festigkeit von ungeschweißten und geschweißten Konstruktionen aus Stahl und Aluminium sowie die Anwendung der Finiten Elemente Methode für den statischen und Ermüdungsfestigkeitsnachweis. Letzterer je nach Beanspruchungscharakteristik als Dauer-, Zeit- oder als Betriebsfestigkeitsnachweis.
Nach der Teilnahme am Modul sind die Studierenden in der Lage
- statische Festigkeitsnachweise und Ermüdungsfestigkeitsnachweise zu erstellen;
- statische und zyklische Auslastungsgrade zu ermitteln, sie zu bewerten und Einflussparameter zu identifizieren;
- die FE-Software Ansys-Workbench für die linear-elastische statisch-mechanische Anwendung zu beherrschen und Berechnungsalgorithmen zu implementieren;
- konzeptkonforme FE-Modelle zu erstellen und auszuwerten;
- begründete Lösungen für die konstruktive Gestaltung von Bauteilen auf Basis der FE-Ergebnisse und der Festigkeitsnachweise abzuleiten;
- die spezifischen Vor- und Nachteile der Festigkeitskonzepte zu beurteilen, die Anwendbarkeit für anwendungs- bzw. forschungsspezifische Problemstellungen kritisch zu bewerten und umzusetzen;
- geeignete Konstruktionswerkstoffe für gegebene Anwendungsfelder zu bewerten und auszuwählen;
- festigkeitsrelevante Qualitätsanforderungen an Bauteilen und Konstruktionen zu definieren;
- mögliche Fehler und Unregelmäßigkeiten in Bauteilen und Fügeverbindungen zu differenzieren, den Einfluss auf die Festigkeit zu bewerten und Prüfmöglichkeiten zu definieren;
- die erlernten Methodiken auf andere Anwendungsfelder zu übertragen und aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zu integrieren.
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| Inhalte: | Die inhaltlichen Schwerpunkte werden auf die Anwendung von Festigkeitsberechnungen nach der FKM-Richtlinie gelegt:
- Statische - und Ermüdungsfestigkeitsnachweise
- Nachweiskonzepte: Nenn-, Struktur- und Kerbspannungskonzept, bzw. Strukturdehnung- und Kerbdehnungsnachweiß, Bruchmechanik,
- Kerbfälle und Kerbklassen,
- Zeit- und Dauerschwingfestigkeit und Betriebsfestigkeit,
- Lastfälle und Lastkollektive, Lebensdauer und Schadensakkumulationsrechnung,
- Anwendung der Finite Elemente Methode (FEM)
- Einführung in das Programmsystem ANSYS
- FE-Modellaufbau und -Analyse
- Netzerstellung und -verfeinerung, Festlegen von Randbedingungen
- Zuordnen von Materialkennwerten und Postprocessing
- Vertiefung der Kenntnisse an praktischen Übungsaufgaben am Rechner
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| Empfohlene Voraussetzungen: | keine |
| Zwingende Voraussetzungen: | keine |
| Lehrformen und Arbeitsumfang: | -
Vorlesung
/ 2 SWS
-
Übung
/ 1 SWS
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Praktikum
/ 1 SWS
-
Selbststudium
/ 120 Stunden
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| Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise: | - Vorlesungsskript und Übungsmaterialien
- PC-Pool
- Läpple, V.: Einführung in die Festigkeitslehre, Springer Vieweg Verlag, 2016
- Radaj, D., Vormwald, M.: Ermüdungsfestigkeit, Grundlagen für Ingenieure, Springer Vieweg Verlag 2010
- Radaj, D.; Sonsino, C.M.: Ermüdungsfestigkeit von Schweißverbindungen nach lokalen Konzepten, DVS-Verlag Düsseldorf, 2000
- Steibler, P.: Lebensdauerberechnungen mit FEM, Springer Vieweg Verlag 2021
- N.N.: ASME und DIN EU-Normen, KTA-Regel, AD-Merkblätter, RKF, FKM- und DVS-Richtlinien nach aktuellem Stand
- Ansys Workbench Manual nach aktuellem Stand
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| Modulprüfung: | Modulabschlussprüfung (MAP) |
| Prüfungsleistung/en für Modulprüfung: | Prüfungsleistung: Klausur, 90 Min. in Theorie und FE-Anwendung |
| Bewertung der Modulprüfung: | Prüfungsleistung - benotet |
| Teilnehmerbeschränkung: | keine |
| Zuordnung zu Studiengängen: | -
Master (universitär) /
Leichtbau und Werkstofftechnologie /
PO 2023
-
Master - Duales Studium, praxisintegrierend /
Leichtbau und Werkstofftechnologie - dual /
PO 2023
-
Abschluss im Ausland /
Maschinenbau /
keine PO
-
Bachelor (universitär) /
Maschinenbau /
PO 2006
-
Master (universitär) /
Maschinenbau /
PO 2006
-
Master (universitär) /
Maschinenbau /
PO 2023
-
Master (universitär) - verringerte Fachsemester /
Maschinenbau /
PO 2023
-
Master - Duales Studium, praxisintegrierend /
Maschinenbau - dual /
PO 2023
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Abschluss im Ausland /
Verarbeitungstechnologien der Werkstoffe /
keine PO
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Master (universitär) - Doppelabschluss /
Verarbeitungstechnologien der Werkstoffe /
PO 2015
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| Bemerkungen: | keine |
| Veranstaltungen zum Modul: | - Anwendung von Festigkeitskonzepten mit FEM (Vorlesung)
- Anwendung von Festigkeitskonzepten mit FEM (Übung/Praktikum)
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| Veranstaltungen im aktuellen Semester: | |
