Dynamics of Mechanical Systems (Modul MW1421) (Vorlesung)

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Umfang2 SWS
SemesterWintersemester 2018/19
Stellung in StudienplänenSiehe TUMonline
TermineSiehe TUMonline

Teilnahmekriterien & Anmeldung

Lernziele

Der Kurs richtet sich auch an Studierende, die Mechanik nicht im Hauptfach studieren, aber mechanische Grundlagen für ihre Anwendungen und Interessensgebiete benötigen (z.B. Elektrotechnik oder Power Engineering). Auch richtet sich der Kurs an Maschinenbau-Studenten die sich für Rotordynamik und die multiphysikalische Kopplung von mechanisch-dynamischen Systemen interessieren. Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind die Studierenden in der Lage, • die grundlegenden Ideen der Dynamik auf einfache mechanische Systeme anzuwenden • die oben genannten Systeme hinsichtlich Linearisierung, Stabilität, Eigenschwing- und Übertragungsverhalten zu analysieren, • die wichtigsten Grundgedanken der Diskretisierung mechanischer Systeme (z.B. Rayleigh-Ritz, FEM) anzuwenden, • die Bewegungs-Gleichungen von einfachen Rotorsystemen herzuleiten und die Stabilität und Resonanz für solche Systeme zu beurteilen, • das dynamische Verhalten von multiphysikalisch gekoppelten Systemen (z.B. elektrostatisch, piezoelektrisch, akustisch und thermisch) zu analysieren, • kommerzielle Finite Elemente Programme anzuwenden um einfache, multiphysikalisch gekoppelte Probleme zu lösen.

Beschreibung

Die Entwicklung und Auslegung von High-Tech Produkten, ist in vielen Fällen nicht mehr getrennt in einzelnen „physikalischen Fachgebieten“ möglich. Auch in der Strukturdynamik sind multi-physikalische Effekte oft essentiell für das System-Verständnis. Prominente Beispiele hierfür sind: Vibro-Akustik (z.B. in der Akustik von Fahrzeugen), Elektro-Mechanische Kopplungen (z.B. in Mikrosystemen) oder Thermo-Mechanische Effekte (z.B. in Satelliten). Der Kurs richtet sich deshalb an Studierende aller technischen Fachrichtungen (z.B. Maschinenbau, Elektrotechnik, Physik,…). Wir beginnen mit der Herleitung der wichtigsten Methoden in der Technischen Dynamik, bevor die erwähnten Multi-physikalischen Effekte weiter betrachtet werden. Die Vorlesung gliedert sich dabei wie folgt: 1. Grundlagen der analytischen Dynamik (Prinzip der virtuellen Arbeit und Lagrange Gleichungen). 2. Einführung in die Schwingungsanalyse von Strukturen (freie und erzwungene Antwort) 3. Grundlagen der Rotordynamik 4. Diskretisierung von dynamischen Systemen (Rayleigh Ritz und FEM) 5. Vibro-Akustik 6. Elektrostatische Kräfte in Strukturen 7. Piezoelektrische Effekte in mechatronischen Systemen 8. Thermo-Mechanik

Inhaltliche Voraussetzungen

Technische Mechanik, Physik und Höhere Mathematik (B.Sc. Niveau): Grundlagen der Kinematik/Dynamik, Grundlagen der Elektrostatik und Thermodynamik, lineare Algebra und Analysis.

Lehr- und Lernmethoden

In der Vorlesung werden auf dem Tablet-PC die wichtigen Zusammenhänge, Formalismen und Methoden hergeleitet und analysiert. Beispielhaft werden Probleme aus der Praxis diskutiert sowie anhand von Lehrmodellen und Animationen visualisiert. Die Studierenden erhalten zusätzlich ein ausformuliertes Skript zur Vor- und Nachbearbeitung. In Zentralübungen wird die Anwendung der gelernten Methoden vertieft und in einem anschließenden Projekt wird dem Studenten der Umgang mit kommerzieller FE-Software anhand eines Vibro-Akustik Problems nähergebracht.

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Dynamics of Mechanical Systems Practical Course (Modul MW1421) (Übung)

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Umfang1 SWS
SemesterWintersemester 2018/19
Stellung in StudienplänenSiehe TUMonline

Teilnahmekriterien & Anmeldung

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