Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2019

Maschineningenieurwissenschaften Bachelor Information
3. Semester
Obligatorische Fächer
Prüfungsblock 1
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
401-0363-10LAnalysis III Information O3 KP2V + 1UF. Da Lio
KurzbeschreibungIntroduction to partial differential equations. Differential equations which are important in applications are classified and solved. Elliptic, parabolic and hyperbolic differential equations are treated. The following mathematical tools are introduced: Laplace transforms, Fourier series, separation of variables, methods of characteristics.
LernzielMathematical treatment of problems in science and engineering. To understand the properties of the different types of partial differential equations.
InhaltLaplace Transforms:
- Laplace Transform, Inverse Laplace Transform, Linearity, s-Shifting
- Transforms of Derivatives and Integrals, ODEs
- Unit Step Function, t-Shifting
- Short Impulses, Dirac's Delta Function, Partial Fractions
- Convolution, Integral Equations
- Differentiation and Integration of Transforms

Fourier Series, Integrals and Transforms:
- Fourier Series
- Functions of Any Period p=2L
- Even and Odd Functions, Half-Range Expansions
- Forced Oscillations
- Approximation by Trigonometric Polynomials
- Fourier Integral
- Fourier Cosine and Sine Transform

Partial Differential Equations:
- Basic Concepts
- Modeling: Vibrating String, Wave Equation
- Solution by separation of variables; use of Fourier series
- D'Alembert Solution of Wave Equation, Characteristics
- Heat Equation: Solution by Fourier Series
- Heat Equation: Solutions by Fourier Integrals and Transforms
- Modeling Membrane: Two Dimensional Wave Equation
- Laplacian in Polar Coordinates: Circular Membrane, Fourier-Bessel Series
- Solution of PDEs by Laplace Transform
SkriptLecture notes by Prof. Dr. Alessandra Iozzi:
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LiteraturE. Kreyszig, Advanced Engineering Mathematics, John Wiley & Sons, 10. Auflage, 2011

C. R. Wylie & L. Barrett, Advanced Engineering Mathematics, McGraw-Hill, 6th ed.

S.J. Farlow, Partial Differential Equations for Scientists and Engineers, Dover Books on Mathematics, NY.

G. Felder, Partielle Differenzialgleichungen für Ingenieurinnen und Ingenieure, hypertextuelle Notizen zur Vorlesung Analysis III im WS 2002/2003.

Y. Pinchover, J. Rubinstein, An Introduction to Partial Differential Equations, Cambridge University Press, 2005

For reference/complement of the Analysis I/II courses:

Christian Blatter: Ingenieur-Analysis
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151-0503-00LDynamicsO6 KP4V + 2UD. Kochmann, P. Tiso
KurzbeschreibungDynamics of particles and rigid bodies: Motion of a single particle, motion of systems of particles, 2D and 3D motion of rigid bodies, vibrations
LernzielThis course provides Bachelor students of mechanical and civil engineering with fundamental knowledge of kinematics and dynamics of mechanical systems. By studying the motion of a single particle, of systems of particles and of rigid bodies, we introduce essential concepts such as work and energy, equations of motion, and forces and torques. Further topics include stability of equilibria and vibrations. Examples presented in the lectures and weekly exercise lessons help students learn basic techniques that are necessary for advanced courses and work on engineering applications.
Inhalt1. Motion of a single particle: kinematics (trajectory, velocity, acceleration), forces and torques, active and reaction forces, balance of linear and angular momentum, work-energy balance, conservative systems, equations of motion.
2. Motion of systems of particles: internal and external forces, balance of linear and angular momentum, work-energy balance, rigid systems of particles, particle collisions.
3. Motion of rigid bodies in 2D and 3D: kinematics (angular velocity, velocity and acceleration transfer, instantaneous center and axis of rotation), balance of linear and angular momentum, work-energy balance, angular momentum transport, inertial vs. moving reference frames, apparent forces, Euler's equations.
4. Vibrations: Lagrange equations, single-DOF oscillations (natural frequency, free-, damped-, and forced response), multi-DOF oscillations (natural frequencies, eigenmodes, free-, damped-, and forced response), examples of vibrations in deformable bodies.
SkriptTyped course material will be available. Students are responsible for preparing their own notes in class.
LiteraturTyped course material will be available
Voraussetzungen / BesonderesPlease log in to moodle ( Link ), search for "Dynamics", and join the course there. All exercises sheets and the typed lecture material will be uploaded there.
151-0303-00LDimensionieren IO3 KP3GE. Mazza, R. Hopf
KurzbeschreibungEinführung in das Dimensionieren von Bauteilen und Maschinenelementen. Grundlagen zur Behandlung strukturmechanischer Auslegungsproblemen werden behandelt: Strukturtheorien wie auch eine Einführung in die Methode der Finiten Elemente. Weiter werden Elemente aus der Bruchmechanik, Plastizität und Stabilität behandelt. Die Anwendung von Regelwerken
(Normen) wird anhand von Beispielen behandelt.
LernzielZiel der Vorlesung ist es, die Grundlagen der Festigkeitslehre (Mechanik 2) anzuwenden bzw. zu erweitern. Studierende lernen wie man aus konkreten Problemstellungen ein geeignetes Modell bildet, dieses löst und kritisch analysiert um typische Auslegungsfragen im Maschinenbau zu beantworten.
Inhalt- Grundproblem der Kontinuumsmechanik
- Strukturtheorien
- Einführung in die Methode der Finiten Elemente
- Versagenshypothesen und Festigkeitsnachweise
- Ermüdung
- Stabilität von Strukturen
SkriptWird in der ersten Vorlesung bekannt gegeben.
LiteraturWird in der ersten Vorlesung bekannt gegeben.
151-0051-00LThermodynamik IO4 KP2V + 2UD. Poulikakos, C. Müller
KurzbeschreibungEinführung in die Theorie und in die Grundlagen der technischen Thermodynamik.
LernzielEinführung in die Theorie und in die Grundlagen der technischen Thermodynamik.
Inhalt1. Konzepte und Definitionen
2. Der erste Hauptsatz, der Begriff der Energie und Anwendungen für geschlossene Systeme
3. Eigenschaften reiner kompressibler Substanzen, quasistatische Zustandsänderungen
4. Elemente der kinetischen Gastheorie
5. Der erste Hauptsatz in offenen Systemen - Energieanalyse in einem Kontrollvolumen
6. Der zweite Hauptsatz - Der Begriff der Entropie
7. Nutzbarkeit der Energie - Exergie
8. Thermodynamische Beziehungen für einfache, kompressible Substanzen.
Skriptvorhanden
LiteraturM.J. Moran, H.N Shapiro, D.D. Boettner and M.B. Bailey, Principles of Engineering Thermodynamics, 8th Edition, John Wiley and Sons, 2015.

H.D. Baehr and S. Kabelac, Thermodynamik, 15. Auflage, Springer Verlag, 2012.
151-0591-00LRegelungstechnik I Information O4 KP2V + 2UL. Guzzella
KurzbeschreibungAnalyse und Synthese einschleifiger Regelsysteme (SISO). Modellierung und Linearisierung dynamischer Systeme (Zustandsraummodell, Übertragungsfunktion), Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit. Klassische Regelung mit PID-Regler. Nyquist-Kriterium, Loop-shaping mit Leadlag-Elementen.
LernzielIdentifizieren der Rolle und Bedeutung von Regelsystemen in der Welt. Modellieren und Linearisieren von dynamischen Systemen mit einem Ein- und Ausgang. Interpretieren der Stabilität, Beobachtbarkeit und Steuerbarkeit linearer Systeme. Beschreibung und Assoziierung modularer Blöcke linearer Systeme in der Zeit- und Frequenzdomäne mit Gleichungen und grafischen Darstellungen (Bode-, Nyquistdiagramm, Zeitdomänenverhalten) und deren Wechselverhalten. Erstellen von standard Rückführungsreglern, um linearisierte Systeme zu steuern und regeln. Erklären der Unterschiede zwischen erwarteten und tatsächlichen Regelungsresultstaten.
InhaltModellierung und Linearisierung dynamischer Systeme mit einem Ein- und Ausgang. Zustandsraumdarstellung der Modelle. Verhalten linearer Systeme im Zeitbereich und ihre Analyse auf Stabilität (Eigenwerte), Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit. Laplace-Transformation und Analyse des Systems im Frequenzbereich. Übertragungsfunktion des Systems. Einfluss der Pole und Nullstellen der Übertragungsfunktion auf das dynamische Verhalten (Stabilität) des Systems. Harmonische Analyse des Systems durch den Frequenzgang. Stabilitätsanalyse des Regelsystems mit dem Nyquist-Kriterium. Prinzipielle Eigenschaften und Einschränkungen von Regelsystemen. Spezifikationen des Regelsystems. Entwurf von PID-Regler. Loop-shaping und Robustheit des Regelsystems. Diskrete Regelsystemrepräsentation und Stabilitätsanalyse.
SkriptAnalysis and Synthesis of Single-Input Single-Output Control Systems, Lino Guzzella, vdf Hochschulverlag. Das Lehrbuches wird zu Beginn des Semesters zum Verkauf angeboten.

Zusätzlich werden die Folien der Vorlesung online gestellt.
LiteraturAnalysis and Synthesis of Single-Input Single-Output Control Systems, Lino Guzzella, vdf Hochschulverlag. Das Lehrbuches wird zu Beginn des Semesters zum Verkauf angeboten.
Voraussetzungen / BesonderesGrundlagenkentnisse der (komplexen) Analysis und der linearen Algebra.
Prüfungsblock 2
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
402-0033-10LPhysik IO6 KP4V + 2UC. Degen
KurzbeschreibungZweisemestrige Einfuehrung in die Grundlagen und Denkweise der Physik: Elektrizitaet und Magnetismus, Licht, Wellen, Quantenphysik, Festkoerperphysik, Halbleiter. Vertiefung in ausgewaehlte Themen der modernen Physik von grosser technologischer oder industrieller Bedeutung.
LernzielZiel der Vorlesung ist die Foerderung des wissenschaftlichen Denkens, und das Verstaendnis von physikalischen Konzepten und Phaenomenen, welche der modernen Technik zugrunde liegen. Gleichzeitig soll ein Ueberblick ueber die Themen der klassischen und modernen Physik vermittelt werden.
InhaltElektrische und magnetische Felder, Elekrischer Strom, Magnetismus, Maxwell Gleichungen, Licht, Klassische Optik, Wellen.
SkriptNotizen zum Unterricht werden verteilt.
LiteraturFriedhelm Kuypers
Physik fuer Ingenieure und Naturwissenschaftler
Band 2: Elektrizitaet, Optik, Wellen, 2012, 436 Seiten, ca. 25 Euro.

Paul A. Tipler, Gene Mosca, Michael Basler und Renate Dohmen
Physik für Wissenschaftler und Ingenieure
Spektrum Akademischer Verlag, 2009, 1636 Seiten, ca. 80 Euro.
Ingenieur-Tools
Die Ingenieur-Tools-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende.
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0042-01LIngenieur-Tool: FEM-Programme Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Die Ingenieur-Tools-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende.
W+0.4 KP1KB. Berisha
KurzbeschreibungDer Kurs "Einführung in FEM Programm" macht die Studierenden mit der Durchführung einfacher Strukturanalysen mit der Finite-Elemente-Methode vertraut.
LernzielKennenlernen eines modernen Finite-Elemente Programms. Einstieg in Strukturberechnungen von komplexen CAD Bauteilen mittels FEM.
Kritische Interpretation der Lösungen mittels Konvergenzanalyse.
InhaltVerwendete Programme: ABAQUS/CAE
SkriptLehrunterlagen: Die im Kurs verwendeten Unterlagen stammen vom Frühlingssemester 2019 (Dr. Gerald Kress) und wurden von uns entsprechend erweitert und ergänzt.
LiteraturEs werden keine Textbücher benötigt.
Voraussetzungen / BesonderesDer Kurs findet in einem Hörsaal statt und es stehen keine Rechner zur Verfügung. Es wird empfohlen, dass pro zwei Studierenden mindestens ein Laptop mit installierter Abaqus/CAE Software mitgebracht wird. Für weitere Informationen siehe "Ankündigungen" in MOODLE.
252-0863-00LEngineering Tool: Advanced Programming with C++ Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Die Ingenieur-Tool-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende.
W+0.4 KP1KF. Friedrich Wicker
KurzbeschreibungThe programming model of C++ is discussed in some depth. In particular the mechanisms for efficient memory management and generic programming with C++ are covered.
LernzielAbility to implement memory-efficient data structures and efficient generic algorithms using C++.
InhaltVectors, pointers and iterators, range for, keyword auto, a class for vectors, subscript-operator, move-construction and iteration. RAII (Resouce Allocation is Initialization) Principle, Templates and Generic Programming, Functors and Lambda Expressions.
SkriptDetailled, bilingual slides of the lectures will be made available.
LiteraturB.Stroustrup, The C++ Programming Language (4th Edition), Addison Wesley 2013.
Voraussetzungen / BesonderesLecture Series Informatik I 252-0832-00L or equivalent knowledge in programming with C++.

Course can only be taken if the programming project is executed and submitted. If no solution to the programming project is submitted, the course is considered failed («no show»).
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