Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2022

Maschineningenieurwissenschaften Bachelor Information
4. Semester
Obligatorische Fächer
Prüfungsblock 2
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
402-0034-10LPhysik IIO4 KP2V + 2UL. P. Gallmann
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 Förderung des wissenschaftlichen Denkens, und das Verständnis von physikalischen Konzepten und Phänomenen, welche der modernen Technik zugrundeliegen. Gleichzeitig soll ein Überblick über die Themen der klassischen und modernen Physik vermittelt werden.
InhaltEinfuehrung in die Quantenphysik, Absorption und Emission, Festkoerper, Halbleiter.
SkriptNotizen zum Unterricht werden verteilt.
LiteraturPaul A. Tipler, Gene Mosca
Physik: für Studierende der Naturwissenschaften und Technik
Springer Spektrum, Springer-Verlag GmbH, 2019, 1500 Seiten, ca. 80 Euro.
Voraussetzungen / BesonderesTestatbedingung: Keine
KompetenzenKompetenzen
Fachspezifische KompetenzenKonzepte und Theoriengeprüft
Verfahren und Technologiengefördert
Methodenspezifische KompetenzenAnalytische Kompetenzengeprüft
Entscheidungsfindunggefördert
Medien und digitale Technologiengefördert
Problemlösunggeprüft
Projektmanagementgefördert
Soziale KompetenzenKommunikationgeprüft
Kooperation und Teamarbeitgeprüft
Kundenorientierunggefördert
Menschenführung und Verantwortunggefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahmegefördert
Sensibilität für Vielfalt geprüft
Verhandlunggefördert
Persönliche KompetenzenAnpassung und Flexibilitätgeprüft
Kreatives Denkengeprüft
Kritisches Denkengeprüft
Integrität und Arbeitsethikgeprüft
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion geprüft
Selbststeuerung und Selbstmanagement geprüft
227-0075-00LElektrotechnik IO3 KP2V + 2UJ. Leuthold
KurzbeschreibungGrundlagenvorlesung im Fachgebiet Elektrotechnik mit folgenden Themen: Konzepte von Spannung und Strom; Analyse von Gleich- und Wechselstromnetzwerken; Serie- und Parallelschaltungen von (komplexen) Widerstandsnetzwerken; Kirchhoff'sche Gesetze und andere Netzwerktheoreme; Transiente Vorgänge; Grundlagen elektrischer und magnetischer Felder;
LernzielDas Verständnis für grundlegende Konzepte der Elektrotechnik, im Speziellen der Schaltungstheorie soll gefördert werden. Der/die erfolgreiche Student/in kennt am Ende die Grundelemente elektrischer Schaltungen und beherrscht die Grundgesetze und -theoreme zur Bestimmung von Spannungen und Strömen in einer Schaltung mit solchen Elementen. Er/sie kann auch grundlegende Schaltungsberechnungen durchführen.
InhaltDiese Vorlesung vermittelt Grundlagenkenntnisse im Fachgebiet Elektrotechnik. Ausgehend von den grundlegenden Konzepten der Spannung und des Stroms wird die Analyse von Netzwerken bei Gleich- und Wechselstrom behandelt. Dabie werden folgende Themen behandelt:
Kapitel 1 Das elektrostatische Feld
Kapitel 2 Das stationäre elektrische Strömungsfeld
Kapitel 3 Einfache elektrische Netzwerke
Kapitel 4 Halbleiterbauelemente (Dioden, der Transistor)
Kapitel 5 Das stationäre Magnetfeld
Kapitel 6 Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld
Kapitel 7 Der Übergang zu den zeitabhängigen Strom- und Spannungsformen
Kapitel 8 Wechselspannung und Wechselstrom
SkriptDie Vorlesungsfolien werden auf Moodle bereitgestellt.
Als ausführliches Skript wird das Buch "Manfred Albach. Elektrotechnik, Person Verlag, Ausgabe vom 1.8.2011" empfohlen.
LiteraturFür das weitergehende Studium werden in der Vorlesung verschiedene Bücher vorgestellt.
151-0102-00LFluiddynamik I Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O6 KP4V + 2UT. Rösgen
KurzbeschreibungEs wird eine Einführung in die physikalischen und mathematischen Grundlagen der Fluiddynamik geboten. Themengebiete sind u.a. Dimensionsanalyse, integrale und differentielle Erhaltungsgleichungen, reibungsfreie und -behaftete Strömungen, Navier-Stokes Gleichungen, Grenzschichten, turbulente Rohrströmung. Elementare Lösungen und Beipiele werden päsentiert.
LernzielEinführung in die physikalischen und mathematischen Grundlagen der Fluiddynamik. Vertrautmachen mit den Grundbegriffen, Anwendungen auf einfache Probleme.
InhaltPhänomene, Anwendungen, Grundfragen
Dimensionsanalyse und Ähnlichkeit; Kinematische Beschreibung; Erhaltungssätze (Masse, Impuls, Energie), integrale und differentielle Formulierungen; Reibungsfreie Strömungen: Euler-Gleichungen, Stromfadentheorie, Satz von Bernoulli; Reibungsbehaftete Strömungen: Navier-Stokes-Gleichungen; Grenzschichten; Turbulenz
SkriptEin Skript (erweiterte Formelsammlung) zur Vorlesung wird elektronisch zur Verfügung gestellt.
LiteraturEmpfohlenes Buch: Fluid Mechanics, Kundu & Cohen & Dowling, 6th ed., Academic Press / Elsevier (2015).
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Physik, Analysis
151-0052-00LThermodynamik IIO4 KP2V + 2UA. Bardow, N. Noiray
KurzbeschreibungEinführung in die Thermodynamik von reaktiven Systemen und in die Wärmeübertragung.
LernzielEinführung in die Theorie und in die Grundlagen der technischen Thermodynamik. Schwerpunkt: Chemische Thermodynamik und Wärmeübertragung.
Inhalt1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik für chemisch reaktive Systeme, chemische Exergie, Brennstoffzellen und kinetische Gastheorie. Allgemeine Betrachtungen, Mechanismen der Wärmeübertragung. Einführung der Wärmeleitung. Stationäre eindimensionale Wärmeleitung. Stationäre zweidimensionale Wärmeleitung. Instationäre Leitung. Konvektion. Erzwungene Konvektion - umströmte und durchströmte Körper. Natürliche Konvektion. Verdampfung (Sieden) und Kondensation. Wärmestrahlung. Kombinierte Arten der Wärmeübertragung.
SkriptFolien und Vorlesungsunterlagen in Deutsch.
LiteraturF.P. Incropera, D.P. DeWitt, T.L. Bergman, and A.S. Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 6th edition, 2006.

M.J. Moran, H.N. Shapiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamics, John Wiley & Sons, 2007.
Wahlfächer
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0304-00LDimensionieren IIW4 KP4GK. Wegener
KurzbeschreibungDimensionieren (Festigkeitsrechnung) von Bauteilen und Maschinenelementen. Welle-Nabeverbindung, Schweiss- und Lötverbindungen, Federn, Schrauben, Wälz - und Gleitlager, Getriebe, Verzahnungen, Kupplungen und Bremsen sowie deren praktische Anwendung.
LernzielDie 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.
InhaltEs 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.
SkriptScript vorhanden. Kosten: SFr. 40.-
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen:
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.
151-0431-00LModels, Algorithms and Data: Introduction to Computing Information W4 KP2V + 1UJ. H. Walther, G. Arampatzis
KurzbeschreibungFundamental Computational Methods for data analysis, modeling and simulation relevant to Engineering applications. The course emphasizes the implementation of these methods in Python with application examples drawn from Engineering applications
LernzielThe course aims to introduce Engineering students to fundamentals of Interpolation, Solution of non-linear equations, Filtering and Numerical Integration as well as the use of novel methods such as Machine Learning and Bayesian Uncertainty Quantification. The course aims to integrate numerical methods with enhancing the students' programming skills.
SkriptLink
Lecture Notes
Literatur1. Introduction to Applied Mathematics, G. Strang
2. Analysis of Numerical Methods, Isaacson and Keller
Voraussetzungen / BesonderesA course on the interface of classical (first principle) and Data driven models in computing. Fundamental algorithms for inference, approximation and optimisation. Bridging the gap of Computational and Data sciences.
151-0590-00LRegelungstechnik II Information W4 KP2V + 2UL. Guzzella
KurzbeschreibungSISO-Regelung: Reglerauslegung (PID, Kaskaden, Prädiktoren, numerische Methoden), Kompensation von Nichtlinearitäten, Reglerrealisierung. MIMO-Regelung: Auslegung von Reglern mit Zustandsrückführung, Zustandsbeobachtern und beobachterbasierten Reglern im Zeitbereich, insbesondere LQR und LQG Ansätze. Robustheitsanalyse und Ansätze zur Robustheitssteigerung. Reglerentwurf im Frequenzbereich.
LernzielTeil I: Die Studierenden sind in der Lage, leistungsfähige SISO Regler zu entwerfen und zu implementieren und die wichtigsten Nichtlinearitäten zu kompensieren.
Teil II: Die Studierenden verstehen den Übergang von SISO zu MIMO Regelsystemen und beherrschen die wichtigsten Analyse- und Syntheseverfahren für MIMO Regelkreise.
InhaltTeil I: Leistungsfähigere Auslegungsmethoden für SISO Regler (PID, Kaskaden, Prädiktoren, numerische Verfahren). Kompensation der wichtigsten Nichtlinearitäten. Reglerrealisierung mit analogen und digitalen Elementen.
Teil II: Erweiterung der SISO Grundideen (Zeit- und Frequenzbereich, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Eigenwerte, Pole, Nullstellen, Frequenzgänge, etc.) auf MIMO Systeme. Entwurf von Reglern im Zeitbereich mit Zustandsrückführung, insbesondere LQR-Ansätze. Entwurf von Zustandsbeobachtern und beobachterbasierte Regler mit Ausgangsrückführung, insbesondere LQG-Ansätze. Analyse der Robustheit vom MIMO Regelkreisen und Ansätze zur Robustheitssteigerung. Ausblick auf Entwurf von Reglern im Frequenzbereich. Vertiefung des Stoffs anhand diverser Fallstudien.
SkriptSkript zu Regelungstechnik II.

Teile aus Analysis and Synthesis of Single-Input Single-Output Control Systems, Lino Guzzella, vdf Hochschulverlag.

Zusätzlich werden die Folien der Vorlesung online gestellt.
Literatur- Analysis and Synthesis of Single-Input Single-Output Control Systems, Lino Guzzella, vdf Hochschulverlag.

- S. Skogestad and I. Postlethwaite. Multivariable Feedback Control, Analysis and design, 2nd ed. John Wiley and Sons.

- K. Zhou with J. C. Doyle. Essentials of Robust Control. Prentice Hall.

- Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers Karl J. Åström and Richard M. Murray
Voraussetzungen / BesonderesKenntnisse der klassischen Steuerungstheorie (z.B. aus dem Kurs "151-0591-00 - Regelungstechnik I").
151-0700-00LFertigungstechnikW4 KP2V + 2UK. Wegener
KurzbeschreibungGrundbegriffe der Produktionstechnik, Umformen, Spanen, Laserbearbeitung, Mechatronik im Produktionsmaschinenbau, Qualitätssicherung Prozesskettenplanung.
Lernziel- Kenntnis fertigungstechnischer Grundbegriffe
- Grundkenntnisse einiger Verfahren, deren Funktionsweise und Auslegung
(Umformtechnik, Trennende Verfahren, Lasertechnik)
- Wissen um produktdefinierende Eigenschaften und Anwendungsgrenzen
- im Wettbewerb der Verfahren die richtigen Entscheidungen treffen,
- Vorgehen zur Prozesskettenplanung
- Grundkenntnisse zur Qualitätssicherung
InhaltErläuterung produktionstechnischer Grundbegriffe und Einblick in die Funktionsweise eines Fertigungsbetriebs. Vorgestellt werden in unterschiedlicher Tiefe umformende und trennende Fertigungsverfahren, sowie die Laserbearbeitung (schweissen und schneiden), deren Auslegung, produktdefinierende Eigenschaften und Anwendungsgrenzen sowie die zugehörigen Fertigungsmittel. Behandelt werden weiter Grundbegriffe der industriellen Messtechnik und mechatronische Konzepte im Werkzeugmaschinenbau.
SkriptJa
LiteraturHerbert Fritz, Günter Schulze (Hrsg.) Fertigungstechnik. 6. Aufl. Springer Verlag 2003
Voraussetzungen / BesonderesEs ist eine Exkursion zu einem oder zwei fertigungstechnischen Betrieben geplant
151-0966-00LIntroduction to Quantum Mechanics for EngineersW4 KP2V + 2UD. J. Norris
KurzbeschreibungThis course provides fundamental knowledge in the principles of quantum mechanics and connects it to applications in engineering.
LernzielTo work effectively in many areas of modern engineering, such as renewable energy and nanotechnology, students must possess a basic understanding of quantum mechanics. The aim of this course is to provide this knowledge while making connections to applications of relevancy to engineers. After completing this course, students will understand the basic postulates of quantum mechanics and be able to apply mathematical methods for solving various problems including atoms, molecules, and solids. Additional examples from engineering disciplines will also be integrated.
InhaltFundamentals of Quantum Mechanics
- Historical Perspective
- Schrödinger Equation
- Postulates of Quantum Mechanics
- Operators
- Harmonic Oscillator
- Hydrogen atom
- Multielectron Atoms
- Crystalline Systems
- Spectroscopy
- Approximation Methods
- Applications in Engineering
SkriptClass Notes and Handouts
LiteraturText: David J. Griffiths and Darrell F. Schroeter, Introduction to Quantum Mechanics, 3rd Edition, Cambridge University Press.
Voraussetzungen / BesonderesAnalysis III, Mechanics III, Physics I, Linear Algebra II
327-3002-00LMaterials for Mechanical EngineersW4 KP2V + 1UR. Spolenak, A. R. Studart, R. Style
KurzbeschreibungThis 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.
LernzielAt 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
InhaltBlock 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
626-0012-00LBioengineering
Für die Fokus-Vertiefung Biomedizinische Technik ist die Wahl dieses Wahlfaches dringend empfohlen.
W4 KP3GS. Panke, J. G. Snedeker
KurzbeschreibungEinführung in die Biologie für Ingenieure: Grundlagen der Biochemie, des zellulären Metabolismus (Prinzipien von Energie- und Stofftransfer in zellulären Systemen), der Zellbiologie (Struktur und Zusammensetzung von Zellen), von Transportvorgängen über Zellmembranen, Wachstum, Zellreproduktion); zelluläre und molekulare Biophysik, quantitative Methoden in Bio- und biomedizinischem Engineering
LernzielStudenten, die bereits über die Grundlagen in den Ingenieurswissenschaften verfügen werden breit in die Grundlagen in den Bereichen Biologie und Biochemie eingeführt. Der Fokus wird dabei auf solchen Aspekten liegen, die relevant für R&D Projekt in den Bereichen Biotechnologie, Bioverfahrenstechnik und biomedizinische Technik sind. Technisch nutzbare Aspekte von Biologie und Biochemie werden angesprochen, um das grundlegende Verständnis und Vokabular für die Kommunikation mit Biologen und Biotechnologen zu ermöglichen.
InhaltGrundlagen der Biochemie, des zellulären Metabolismus (Prinzipien von Energie- und Stofftransfer in zellulären Systemen), der Zellbiologie (Struktur und Zusammensetzung von Zellen, Transportvorgänge über Zellmembranen hinweg, Wachstum, Zellreproduktion), Biotechnologie und die Einführung quantitativer Methoden für die Biotechnologie und das biomedizinische Ingenieurwesen
SkriptDie Präsentationen in den Vorlesungen werden auf Moodle zur Verfügung gestellt.
LiteraturNA Campbell, JB Reece : Biology, Oxford University Press; B. Alberts et al : Molecular Biology of the Cell , Garland Science; J. Koolman , Roehm KH : Color Atlas of Biochemistry, Thieme-Verlag.; CR Jacobs, H Huang, RY Kwon: Introduction to Cell Mechanics and Mechanobiology, Garland Science;
Ingenieur-Tools
Die Ingenieur-Tools-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende.
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
252-0862-00LEngineering Tool: Modelling Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Die Ingenieur-Tool-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende.
W+0.4 KP1KM. Schwerhoff
KurzbeschreibungThis course provides an introduction to modelling, i.e. the representation of real-world entities and systems in computer programs. Basic modelling techniques will be introduced and illustrated, and students will apply these techniques in small projects, by modelling parts of systems such as a lift or a railway network.
LernzielStudents develop an intuition for modelling the essential aspects of simple applications from their field. They learn how to transform such a model into a computer program.
Voraussetzungen / BesonderesLecture Series Informatik 252-0832-00L or equivalent knowledge in programming with C++. Engineering Tool: Advanced Programming with C++ is recommended, but not mandatory.

Work on a programming project. 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 ("drop out").
151-0042-01LIngenieur-Tool: FEM-Programme Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Die Ingenieur-Tools-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende.
W+0.4 KP1KB. Berisha
KurzbeschreibungDer Kurs "Einführung in FEM-Programme" 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.
Inhalt- FEM-Theorie
- Charakterisierung der FEM
- Grundlagen der Elastizitätstheorie
- Randwertproblem in der Verschiebungsformulierung
- Standardformulierung/Variationsprinzip
- Elementtypen
- Randbedingungen
- Strukturanalyse mit FEM
- Nichtlinearitäten (iterative/inkrementelle Lösungssuche)
- Dynamische Prozesse
SkriptLehrunterlagen: Die im Kurs verwendeten Unterlagen stammen vom Frühlingssemester 2019 und wurden entsprechend erweitert und ergänzt.
LiteraturEs werden keine Textbücher benötigt.
Voraussetzungen / BesonderesInstallation von ABAQUS 2021 - Teaching

Für den Toolkurs wird "Abaqus 2021 -Teaching" benötigt. Die Installationsdatei, sowie die Installationsanleitung, sind auf dem IT-SHOP zu finden (Link).

Abaqus 2021 - Teaching ist NUR für WINDOWS und LINUX verfügbar.

Es stehen keine Rechner zur Verfügung! Für weitere Informationen siehe "Ankündigungen" in MOODLE.
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