Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2021
Maschineningenieurwissenschaften Bachelor  | ||||||
 6. Semester | ||||||
| Fokus-Vertiefung | ||||||
| Design, Mechanics and Materials Fokus-Koordinator: Prof. Kristina Shea Für die erforderlichen 20 KPs der Fokus-Vertiefung Design, Mechanics and Materials sind alle aufgeführten Fächer frei wählbar. Empfohlene Fächer sind gekennzeichnet. Falls Sie einen Kurs auf Masterlevel besuchen möchten, müssen Sie dafür das Einverständnis des zuständigen Dozenten einholen. | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 151-0332-00L | Interdisciplinary Product Development: Definition, Realisation and Validation of Product Concepts  Number of participants limited to: 5 (ETHZ) + 20 (ZHdK) To apply for the course please create a pdf of 2+ Pages describing yourself and your motivation for the course as well as one or more of your former development projects. Please add minimum one picture and your CV as well, send the pdf to martin.schuetz@mavt.ethz.ch. | W+ | 4 KP | 2G + 4A | M. Schütz | |
| Kurzbeschreibung | This course is offered by the Design and Technology Lab Zurich, a platform where students from the disciplines industrial design (ZHdK) and mechanical engineering (ETH) can learn, meet and perform projects together. In interdisciplinary teams the students develop a product by applying methods used in the different disciplines within the early stages of product development. | |||||
| Lernziel | This interdisciplinary course has the following learning objectives: - to learn and apply methods of the early stages of product development from both fields: mechanical engineering and industrial design - to use iterative and prototyping-based development (different types of prototypes and test scenarios) - to run through a development process from product definition to final prototype and understand the mechanisms behind it - to experience collaboration with the other discipline and learn how to approach and deal with any appearing challenge - to understand and experience consequences which may result of decision taken within the development process | |||||
| Inhalt | At the end of the course each team should present an innovative product concept which convinces from both, the technical as well as the design perspective. The product concept should be presented as functioning prototype. The learning objectives will be reached with the following repeating cycle: 1) input lectures The relevant theoretical basics will be taught in short lectures by different lecturers from both disciplines, mechanical engineering an industrial design. The focus is laid on methods, processes and principles of product development. 2) team development The students work on their projects individually and apply the taught methods. At the same time, they will be coached and supported by mentors to pass through the product development process successfully. 3) presentation Important milestones are presented and discussed during the course, thus allowing teams to learn from each other. 4) reflection The students deepen their understanding of the new knowledge and learn from failures. This is especially important if different disciplines work together and use methods from both fields. | |||||
| Skript | Hands out after input lectures | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Number of participants limited to: 5 (ETHZ) + 20 (ZHdK) To apply for the course please create a pdf of 2+ Pages describing yourself and your motivation for the course as well as one or more of your former development projects. Please add minimum one picture and Your CV as well, send the pdf to martin.schuetz@mavt.ethz.ch. | |||||
| 151-0540-00L | Experimentelle Mechanik | W+ | 4 KP | 2V + 1U | J. Dual, T. Brack | |
| Kurzbeschreibung | 1. Allgemeines: Messkette, Frequenzgang, Schwingungen und Wellen in kontinuierlichen Systemen, Modalanalyse, Statistik, Digitale Signalanalyse, Phasenregelkreis 2. Optische Methoden 3. Piezoelektrizität 4. Elektromagnetische Erzeugung und Messung von Schwingungen und Wellen 5. Kapazitive Messaufnehmer | |||||
| Lernziel | Verständnis, quantitative Modellierung und praktische Anwendung von experimentellen Methoden zur Erzeugung und Messung von mechanischen Grössen (Bewegung, Deformation, Spannungen) | |||||
| Inhalt | 1. Allgemeines: Messkette, Frequenzgang, Frequenzgangmessung, Schwingungen und Wellen in kontinuierlichen Systemen, Modalanalyse, Statistik, Digitale Signalanalyse, Phasenregelkreis 2. Optische Methoden (Akustooptische Modulation, Interferometrie, Holographie, Spannungsoptik, Schattenoptik, Moiré Methoden) 3. Piezoelektrische Materialien: Grundgleichungen, Anwendungen Beschleunigungsaufnehmer, Verschiebungsmessung) 4. Elektromagnetische Erzeugung und Messung von Schwingungen und Wellen 5. Kapazitive Messaufnehmer, Praktika und Uebungen | |||||
| Skript | ja | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Mechanik I bis III, Physik, Elektrotechnik | |||||
| 151-3202-00L | Product Development and Engineering Design Number of participants limited to 60. | W+ | 4 KP | 2G | K. Shea, T. Stankovic | |
| Kurzbeschreibung | The course introduces students to the product development process. In a team, you will explore the early phases of conceptual development and product design, from ideation and concept generation through to hands-on prototyping. This is an opportunity to gain product development experience and improve your skills in prototyping and presenting your product ideas. The project topic changes each year. | |||||
| Lernziel | The course introduces you to the product development process and methods in engineering design for: product planning, user-centered design, creating product specifications, ideation including concept generation and selection methods, material selection methods and prototyping. Further topics include design for manufacture and design for additive manufacture. You will actively apply the process and methods learned throughout the semester in a team on a product development project including prototyping. | |||||
| Inhalt | Weekly topics accompanying the product development project include: 1 Introduction to Product Development and Engineering Design 2 Product Planning and Social-Economic-Technology (SET) Factors 3 User-Centered Design and Product Specifications 4 Concept Generation and Selection Methods 5 System Design and Embodiment Design 6 Prototyping and Prototype Planning 7 Material Selection in Engineering Design 8 Design for Manufacture and Design for Additive Manufacture | |||||
| Skript | available on Moodle | |||||
| Literatur | Ulrich, Eppinger, and Yang, Product Design and Development. 7th ed., McGraw-Hill Education, 2020. Cagan and Vogel, Creating Breakthrough Products: Revealing the Secrets that Drive Global Innovation, 2nd Edition, Pearson Education, 2013. | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Although the course is offered to ME (BSc and MSc) and CS (BSc and MSc) students, priority will be given to ME BSc students in the Focus Design, Mechanics, and Materials if the course is full. | |||||
| 151-0304-00L | Dimensionieren II | W | 4 KP | 4G | K. Wegener | |
| Kurzbeschreibung | Dimensionieren (Festigkeitsrechnung) von Bauteilen und Maschinenelementen. Welle-Nabeverbindung, Schweiss- und Lötverbindungen, Federn, Schrauben, Wälz - und Gleitlager, Getriebe, Verzahnungen, Kupplungen und Bremsen sowie deren praktische Anwendung. | |||||
| Lernziel | Die Studierenden erweitern in dieser Lehrveranstaltung ihr Wissen über das Dimensionieren von Bauteilen und Maschinen-Elementen. Es wird grossen Wert auf die Anwendung des Wissens zum Aufbau einer Handlungskompetenz gelegt. Die Studierenden sollen in der Lage sein, selbständig Einsatzfälle aufgrund von verschiedenen Randbedingungen, Funktions - und Festigkeitsberechnungen zu entscheiden. | |||||
| Inhalt | Es werden die Maschinen-Elemente Löt - und Schweissverbindungen, Federn, Welle-Nabeverbindung, Getriebe, Verzahnungen und Kupplungen behandelt. Zu allen Maschinenelementen wird deren Funktionsweise und Einsatz bzw. Anwendungsgrenzen sowie die Auslegung behandelt. In den Übungen werden praktische Anwendungsfälle z.T. gemeinsam z.T. eigenständig gelöst. | |||||
| Skript | Script vorhanden. Kosten: SFr. 40.- | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Grundlagen der Produkt-Entwicklung Dimensionieren 1 Kredit-Bedingungen/ Prüfung: Innerhalb der Lehrveranstaltung dimensionieren die Studierenden einige Beispiele selbständig. Das Lehrfach wird in der darauffolgenden Prüfungssession geprüft. Kredite werden erteilt, wenn die Prüfung bestanden ist. | |||||
| 151-0306-00L | Visualization, Simulation and Interaction - Virtual Reality I | W | 4 KP | 4G | A. Kunz | |
| Kurzbeschreibung | Technologie der virtuellen Realität. Menschliche Faktoren, Erzeugung virtueller Welten, Beleuchtungsmodelle, Display- und Beschallungssysteme, Tracking, haptische/taktile Interaktion, Motion Platforms, virtuelle Prototypen, Datenaustausch, VR-Komplettsysteme, Augmented Reality; Kollaborationssysteme; VR und Design; Umsetzung der VR in der Industrie; Human COmputer Interfaces (HCI). | |||||
| Lernziel | Die Studierenden erhalten einen Überblick über die virtuelle Realität, sowohl aus technischer als auch aus informationstechnologischer Sicht. Sie lernen unterschiedliche Software- und Hardwareelemente kennen sowie deren Einsatzmöglichkeiten im Geschäftsprozess. Die Studierenden entwickeln eine Kenntnis darüber, wo sich heute die virtuelle Realität nutzbringend einsetzen lässt und wo noch weiterer Forschungsbedarf besteht. Anhand konkreter Programme und Systeme erfahren die Teilnehmer den Umgang mit den erlernten neuen Technologien. Studierende sind in der Lage: • gängige VR-Technologien zu evaluieren und die geeignetste für eine gegebene Aufgabe auszuwählen bezüglich der folgenden Gesichtspunkte: o Visualisierungsmöglichkeiten: Monitore, Projektionssysteme, Datenbrillen o Positionserfassungssystemen (optisch/elektromagnetisch/mechanisch) o Interaktionstechnologien: Datenhandschuhe, Möglichkeit des echten Laufens/Erfassung der Augenbewegung/manuelle Interaktion, usw. • eine VR-Anwendung selbstständig zu entwickeln, • die VR-Technologie auf industrielle Anforderungen anzuwenden, • das erlernte Wissen in einer praktischen Anwendung zu vertiefen. • grundlegende Unterschiede in Anwendung digitaler Welten zu vergleichen (VR/AR/MR/XR) | |||||
| Inhalt | Diese Vorlesung gibt eine Einführung in die Technologie der virtuellen Realität als neues Tool zur Bewältigung komplexer Geschäftsprozesse. Es sind die folgenden Themen vorgesehen: Einführung und Geschichte der VR; Eingliederung der VR in die Produktentwicklung; Nutzen von VR für die Industrie; menschliche Faktoren als Grundlage der virtuellen Realität; Einführung in die Erzeugung (Modellierung) virtueller Welten; Beleuchtungsmodelle; Kollisionserkennung; Displaysysteme; Projektionssysteme; Beschallungssysteme; Trackingssysteme; Interaktionsgeräte für die virtuelle Umgebung; haptische und taktile Interaktion; Motion Platforms; Datenhandschuh; physikalisch basierte Simulation; virtuelle Prototypen; Datenaustausch und Datenkommunikation; VR-Komplettsysteme; Augmented Reality; Kollaborationssysteme; VR zur Unterstützung von Designaufgaben; Umsetzung der VR in der Industrie; Ausblick in die laufende Forschung im Bereich VR. Lehrmodule: - Geschichte der VR und Definition der wichtigsten Begriffe - Einordnung der VR in Geschäftsprozesse - Die Erzeugung virtueller Welten - Geräte und Technologien für die immersive virtuelle Realität - Anwendungen der VR in unterschiedlichsten Gebieten | |||||
| Skript | Die Durchführung der Lehrveranstaltung erfolgt gemischt mit Vorlesungs- und Übungsanteilen. Die Vorlesung kann auf Wunsch in Englisch erfolgen. Das Skript ist ebenfalls in Englisch verfügbar. Skript, Handout; Kosten SFr.30.- | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: keine Vorlesung geeignet für D-MAVT, D-ITET, D-MTEC und D-INF Testat/ Kredit-Bedingungen/ Prüfung: – Teilnahme an Vorlesung und Kolloquien – Erfolgreiche Durchführung von Übungen in Teams – Mündliche Einzelprüfung 30 Minuten | |||||
| 151-0324-00L | GL zum Bemessen von Kunststoffbauteilen | W | 4 KP | 2V + 1U | G. P. Terrasi | |
| Kurzbeschreibung | Unverstärkte und faserverstärkte Kunststoffe (FVWS) für tragende Anwendungen. Bemessungsansätze für unverstärkte Kunststoffe unter ruhender, kombinierter und schwingender Belastung. Stabilität und Bruchmechanik. Processing. Zusammensetzung von FVWS. Eigenschaften von Faser- und Matrixwerkstoffen. Verarbeitung und Bemessung von FVWS: Kontinuums- und Netztheorie, Stabilität und Langzeitverhalten. | |||||
| Lernziel | Vermitteln der Grundlagen bezüglich Ingenieurbemessung mit unverstärkten und faserverstärkten Kunststoffen (FVWS) für tragende Anwendungen. Parallel zu der Präsentation der Grundlagen werden viele praktische Anwendungen behandelt. | |||||
| 151-0515-00L | Continuum Mechanics 2 | W | 4 KP | 2V + 1U | E. Mazza, R. Hopf | |
| Kurzbeschreibung | An introduction to finite deformation continuum mechanics and nonlinear material behavior. Coverage of basic tensor- manipulations and calculus, descriptions of kinematics, and balance laws . Discussion of invariance principles and mechanical response functions for elastic materials. | |||||
| Lernziel | To provide a modern introduction to the foundations of continuum mechanics and prepare students for further studies in solid mechanics and related disciplines. | |||||
| Inhalt | 1. Tensors: algebra, linear operators 2. Tensors: calculus 3. Kinematics: motion, gradient, polar decomposition 4. Kinematics: strain 5. Kinematics: rates 6. Global Balance: mass, momentum 7. Stress: Cauchy's theorem 8. Stress: alternative measures 9. Invariance: observer 10. Material Response: elasticity | |||||
| Skript | None. | |||||
| Literatur | Recommended texts: (1) Nonlinear solid mechanics, G.A. Holzapfel (2000). (2) An introduction to continuum mechanics, M.B. Rubin (2003). | |||||
| 151-0516-00L | Nicht-glatte Dynamik Diese Lerneinheit wird zum letzten Mal im FS21 angeboten. | W | 5 KP | 5G | C. Glocker | |
| Kurzbeschreibung | Ungleichungsprobleme in der Dynamik, speziell Reib- und Stoßprobleme mit Geschwindigkeits- und Beschleunigungssprüngen. Modellierung von einseitigen Kontakten, Reibung, Freiläufen, vorgespannten Federn. Formulierung über mengenwertige Funktionen als lineare Komplementaritätsprobleme. Numerische Zeitintegration des kombinierten Reib-Stoss-Kontaktproblems. | |||||
| Lernziel | Die Vorlesung vermittelt den Studierenden einen Einstieg in die moderne Behandlung von Ungleichungsproblemen in der Dynamik. Der Vorlesungsstoff ist speziell auf reibungsbehaftete Kontakte in der Mechanik zugeschnitten, läßt sich aber strukturell auf eine große Klasse von Ungleichungsproblemen in den technischen Wissenschaften übertragen. Ziel der Veranstaltung ist es, die Studierenden mit einer konsistenten Erweiterung der klassischen Mechanik auf Systeme mit Unstetigkeiten vertraut zu machen, und den Umgang mit Ungleichungen in der Form von mengenwertigen Stoffgesetzen zu erlernen. | |||||
| Inhalt | 1. Kinematik: Drehung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, virtuelle Verschiebung. 2. Aufbau der Mechanik: Definition der Kraft, virtuelle Arbeit, innere und äussere Kräfte, Wechselwirkungsprinzip, Erstarrungsprinzip, mathematische Form des Freischneidens, Definition der idealen Bindung. 3. Starre Körper: Variationelle Form der Gleichgewichtsbedingungen, Systeme starrer Körper, Übergang auf Minimalkoordinaten. 4. Einfache generalisierte Kräfte: Generalisierte Kraftrichtungen, Kinematik der Kraftelemente, Kraftgesetze, Parallel- und Reihenschaltung. 5. Darstellung mengenwertiger Kraftgesetze: Normalkegel, proximale Punkte, exakte Regularisierung. Anwendung auf einseitige Kontakte und Coulomb-Reibgesetze. 6. Stossfreie und stossbehaftete Bewegung: Bewegungsgleichung, Stossgleichung, Newton-Stossgesetze, Diskussion von Mehrfachstössen, Kane's Paradoxon. 7. Numerische Behandlung: Lineares Komplementaritätsproblem (LCP), Zeitdiskretisierung nach Moreau, Kontaktproblem in lokalen Koordinaten als LCP. | |||||
| Skript | Es gibt kein Vorlesungsskript. Den Studierenden wird empfohlen, eine eigene Mitschrift der Vorlesung anzufertigen. Ein Katalog mit Übungsaufgaben und den zugehörigen Musterlösungen wird ausgegeben. | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Kinematik und Statik & Dynamics | |||||
| 151-0518-00L | Computational Mechanics I: Intro to FEA | W | 4 KP | 4G | D. Kochmann | |
| Kurzbeschreibung | Numerical methods and techniques for solving initial boundary value problems in solid mechanics (heat conduction, static and dynamic mechanics problems of solids and structures). Finite difference methods, indirect and direct techniques, variational methods, finite element (FE) method, FE analysis in small strains for applications in structural mechanics and solid mechanics. | |||||
| Lernziel | To understand the concepts and application of numerical techniques for the solution of initial boundary value problems in solid and structural mechanics, particularly including the finite element method for static and dynamic problems. | |||||
| Inhalt | 1. Introduction, direct and indirect numerical methods. 2. Finite differences, stability analysis. 3. Variational methods. 4. Finite element method. 5. Structural elements (bars and beams). 6. 2D and 3D solid elements (isoparametric and simplicial elements), numerical quadrature. 7. Assembly, solvers, finite element technology. 8. Dynamics, vibrations. 9. Selected topics in finite element analysis. | |||||
| Skript | Lecture notes will be provided. Students are strongly encouraged to take their own notes during class. | |||||
| Literatur | No textbook required; relevant reference material will be suggested. | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Mechanics 1 & 2 and Dynamics. | |||||
| 151-0544-00L | Metal Additive Manufacturing - Mechanical Integrity and Numerical Analysis Findet dieses Semester nicht statt. | W | 4 KP | 3G | ||
| Kurzbeschreibung | An introduction to Metal Additive Manufacturing (MAM) (e.g. different techniques, the metallurgy of common alloy-systems, existing challenges) will be given. The focus of the lecture will be on the employment of different simulation approaches to address MAM challenges and to enable exploiting the full advantage of MAM for the manufacture of structures with desired property and functionality. | |||||
| Lernziel | The main objectives of this lecture are: - Acknowledging the possibilities and challenges for MAM (with a particular focus on mechanical integrity aspects), - Understanding the importance of material science and metallurgical considerations in MAM, - Appreciating the importance of thermal, fluid, mechanical and microstructural simulations for efficient use of MAM technology, - Using different commercial analysis tools (COMSOL, ANSYS, ABAQUS) for simulation of the MAM process. | |||||
| Inhalt | Preliminary lecture schedule: - Introduction to MAM (concept, application examples, pros & cons), - 2x Powder-bed and powder-blown metal additive manufacturing, - Thermo-fluid analysis of additive manufacturing, - Continuum-based thermal modelling and experimental validation techniques, - Residual stress and distortion simulation and verification methods, - 2x Microstructural simulation (basics, analytical, kinetic Monte Carlo, cellular automata, phase-field), - Mechanical property prediction for MAM, - 3x Microstructure and mechanical response of MAM material (steels, Ti6Al4V, Inconel, Al alloys), - Design for additive manufacturing - Artificial intelligence for AM Exercise sessions use COMSOL, ANSYS, ABAQUS packages for analysis of MAM process. Detailed video-instructions will be provided to enable students setting up their own simulations. COMSOL, ANSYS and ABAQUS agreed to support the course by providing licenses for the course attendees and therefore the students can install the packages on their own systems. | |||||
| Skript | Handouts of the presented slides. | |||||
| Literatur | No textbook is available for the course (unfortunately), since it is a dynamic and relatively new topic. In addition to the material presented in the course slides, suggestions/recommendations for additional literature/publications will be given (for each individual topic). | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | A basic knowledge of mechanical analysis, metallurgy, thermodynamics is recommended. | |||||
| 151-0552-00L | Fracture Mechanics | W | 4 KP | 3G | L. De Lorenzis | |
| Kurzbeschreibung | The course provides an introduction to the concepts of fracture mechanics and covers theoretical concepts as well as the basics of experimental and computational methods. Both linear and non-linear fracture mechanics are covered, adopting the stress and the energetic viewpoints. A basic overview of fatigue and dynamic fracture is also given. | |||||
| Lernziel | To acquire the basic concepts of fracture mechanics in theory, numerics and experiments, and to be able to apply them to the solution of relevant problems in solid and structural mechanics. | |||||
| Inhalt | 1. Introduction: damage and fracture mechanisms, brittle and ductile fracture, stress concentrations, weak and strong singularities. 2. Linear elastic fracture mechanics: the stress approach, the energy approach, mixed-mode fracture, size effects. 3. Elasto-plastic fracture mechanics: small-scale yielding, crack tip opening displacement, J integral. 4. Basics of experimental methods in fracture mechanics. 5. Basics of computational methods in fracture mechanics: finite element techniques, cohesive zone models, phase field modeling. 6. Overview of additional topics: fatigue, dynamic fracture, environmental cracking. | |||||
| Skript | Lecture notes will be provided. However, students are encouraged to take their own notes. | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Mechanics 1, 2, and Dynamics. | |||||
| 151-3204-00L | Coaching Innovations-Projekte | W | 2 KP | 2V | R. P. Haas | |
| Kurzbeschreibung | Erfahrungen im coachen von Ingenieur-Teams lernen und einüben. Jeder Kursteilnehmende coacht selbst mehrere Teams der Innovationsprojekte (151-300-00L). Damit werden Coaching-Fähigkeiten und Wissen im Bereich der Produktentwicklung-Methoden professionalisiert. | |||||
| Lernziel | - Kritisches Denken und begründetes Beurteilen - Grundkenntnisse der Rolle und Denkweise eines Coaches - Erfahrung der Herausfoderungen in technischen Projekten und Design-Teams - Entwicklung der persönlichen Fertigkeiten zur Anwendung und Schulen von Produktentwicklungsmethoden - Kenntnisse und Fachwissen über anzuwendende Methoden - Reflektion und Erfahrungsaustausch über persönliche Coaching-Situationen - Inspiration und Lernen aus guten Beispielen bezüglich Organisation und Team Management - Handeln unter Unsicherheit | |||||
| Inhalt | Hier sind die Themen und Daten für die Live Sessions jeweils Montags, 16:15-18:00 Uhr. Zoom-Link wird auf der Moodle-Kursseite publiziert: https://moodle-app2.let.ethz.ch/course/view.php?id=14054 22.02.2021: Base Camp, Experience exchange 01.03.2021: Course intro, Coaching roles & Virtual coaching 08.03.2021: Active listening & Giving and receiving feedback 15.03.2021: Coaching model GROW & Asking questions 22.03.2021: Working with hypothesis & Motivation 29.03.2021: Reflection on individual coaching sessions 1 12.04.2021: 1:1 Coaching 26.04.2021: Team building & Psychological safety 03.05.2021: Facilitating conflicts 10.05.2021: Reflection on individual coaching sessions 2 17.05.2021: Reflexivity & Reviews of your interventions Für jede Live Session wird auf Moodle vorbereitendes Material zur Verfügung gestellt. Dies ermöglicht den Teilnemer*innen gut vorbereitet zu den Live-Sessions zu erscheinen. | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Nur für Teilnehmer (Bachelor-Studenten, Master-Studenten) , die Hilfsassistenten im Innovationsprojekt sind. | |||||
| 327-3002-00L | Materials for Mechanical Engineers | W | 4 KP | 2V + 1U | R. Spolenak, A. R. Studart, R. Style | |
| Kurzbeschreibung | This course provides a basic foundation in materials science for mechanical engineers. Students learns how to select the right material for the application at hand. In addition, the appropriate processing-microstructure-property relationship will lead to the fundamental understanding of concepts that determines the mechanical and functional properties. | |||||
| Lernziel | At the end of the course, the student will able to: • choose the appropriate material for mechanical engineering applications • find the optimal compromise between materials property, cost and ecological impact • understand the most important concepts that allow for the tuning of mechanical and functional properties of materials | |||||
| Inhalt | Block A: Materials Selection • Principles of Materials Selection • Introduction to the Cambridge Engineering Selector • Cost optimization and penalty functions • Ecoselection Block B: Mechanical properties across materials classes • Young's modulus from 1 Pa to 1 TPa • Failure: yield strength, toughness, fracture toughness, and fracture energy • Strategies to toughen materials from gels to metals. Block C: Structural Light Weight Materials • Aluminum and magnesium alloys • Engineering and fiber-reinforced polymers Block D: Structural Materials in the Body • Strength, stiffness and wear resistance • Processing, structure and properties of load-bearing implants Block E: Structural High Temperature Materials • Superalloys and refractory metals • Structural high-temperature ceramics Block F: Materials for Sensors • Semiconductors • Piezoelectrica Block G: Dissipative dynamics and bonding • Frequency dependent materials properties (from rheology of soft materials to vibration damping in structural materials) • Adhesion energy and contact mechanics • Peeling and delamination Block H: Materials for 3D Printing • Deposition methods and their consequences for materials (deposition by sintering, direct ink writing, fused deposition modeling, stereolithography) • Additive manufacturing of structural and active Materials | |||||
| Literatur | • Kalpakjian, Schmid, Werner, Werkstofftechnik • Ashby, Materials Selection in Mechanical Design • Meyers, Chawla, Mechanical Behavior of Materials • Rösler, Harders, Bäker, Mechanisches Verhalten der Werkstoffe | |||||
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