317.531 Leichtbau
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020W, VU, 4.0h, 5.0EC
TUWEL

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 4.0
  • ECTS: 5.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • Format der Abhaltung: Distance Learning

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage:

  • aufbauend auf Grundlagen der Festigkeitslehre, der Maschinenelemente, der Werkstoffwissenschaften und der Konstruktionslehre  Strukturen aus der Sicht des Leichtbaus so zu gestalten, dass diese – bei Erfüllung der Anforderungen hinsichtlich ihres Einsatzes – möglichst geringe Masse besitzen. Studierende sind somit in der Lage
  • Maßnahmen des Leichtbaus aufzulisten und typische Leichtbauweisen zu beschreiben
  • mit Grundzügen der Spannungsanalyse sowie grundlegenden und leichtbaurelevanten Aspekten der klassischen Plastizitätstheorie umzugehen
  • Restspannungszustände in Leichtbaukonstruktionen mit elastoplastischem Materialverhalten nach einmaliger überelastischer Beanspruchung zu berechnen
  • unter Anwendung der Melan’schen Einspielsätze die Lebensdauer überelastisch zyklisch beanspruchter Konstruktionen zu beurteilen.
  • Werkstoffe hinsichtlich ihrer Eignung für den Leichtbau zu bewerten
  • technologische Grundlagen von faserverstärkten Kunststoffen zu beschreiben
  • Mehrschichtverbundschalen aus Faserverbundwerkstoffen mit Hilfe der vereinfachten Laminattheorie zu bemessen
  • die idealisierten Annahmen der Schubfeldtheorie zu erklären und Beanspruchungen in dünnwandigen orthogonal versteiften Strukturen zu berechnen
  • Spannungen in und Deformationen von stabförmigen, dünnwandigen Leichtbaukonstruktionen mit offenen und geschlossenen Profilquerschnitten unter Querkraftbiegung und Torsion zu berechnen
  • die Kraft- und Verschiebungsgrößenmethode an statisch unbestimmten, linear elastischen Leichtbaukonstruktionen anzuwenden
  • den Unterschied zwischen einem Kontinuum und einem über Ritz’sche Ansätze diskretisierten System zu erklären und das Ritz’sche Verfahren anzuwenden
  • verschiedene Arten des Stabilitätsverlustes von Gleichgewichtslagen anhand von Last-Verschiebungs-Diagrammen von spezifischen Leichtbaukonstruktionen zu beschreiben und den Einfluss von Imperfektionen sowie das Nachbeulverhalten zu beurteilen
  • Instabilitäten auf unterschiedlichen Längenskalen zu erläutern
  • das Stabilitätsverhalten von schlanken, dünnwandigen Leichtbaustrukturen (Stäbe, Platten, Schalen) zu beschreiben und Stabilitätsanalysen durchzuführen
  • das Prinzip, den Aufbau und den Einsatzbereich von Sandwichkonstruktionen sowie deren Vorteile und Nachteile darzustellen
  • Formen des Stabilitätsverlusts von Sandwichelementen zu erklären und entsprechende kritische Beanspruchungen zu ermitteln
  • einen Überblick über die Grundzüge der linear elastischen Bruchmechanik für monotone und zyklische Belastungen zu geben und Analysen von rissbehafteten Bauteilen hinsichtlich Gewaltbruch bzw. Risswachstum durchzuführen.

Inhalt der Lehrveranstaltung

  • Anwendungen und Maßnahmen des Leichtbaus
  • Bauweisen und Konstruktionsprinzipien
  • Leichtbaubezogenen Verfahren der Spannungsanalyse inkl. Grundzüge der Plastizitätstheorie
  • Leichtbauwerkstoffe und Schichtverbunde
  • Leichtbau-Idealisierungen bei Schubfeldern und stabförmigen Leichtbaukonstruktionen
  • Kraft- und Verschiebungsgrößenmethode
  • Stabilitätsanalyse von schlanken und dünnwandigen Leichtbaukonstruktionen (Stäbe, Platten, Schalen)
  • Sandwichkonstruktionen
  • Grundzüge der Bauteilanalyse im Sinne der Bruchmechanik

Methoden

Vorlesungsteil: Frontalvortrag mit einer Präsentation. Erklärung des Stoffes anhand von Schaustücken, Videos, Experimenten. Zusätzliche Anmerkungen und Erklärungen an der Tafel.
Übungsteil: die Methoden des Leichtbaus werden auf konkrete Beispiele angewendet. Hausaufgaben werden zur Verfügung gestellt und die Ergebnisse von den Studierenden in der darauffolgenden Übungseinheit vorgestellt. 
Zusätzlich werden zur Auffrischung der im Leichtbau benötigten Grundlagen zu Beginn des Semesters zwei LVA-Einheiten: "Grundlagenauffrischung Teil1 & Teil 2" angeboten.

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Weitere Informationen

Skripten sind (nur zum eigenen Gebrauch für Studierende, welche diese LVA abonnieren) ab Ende September in TISS downloadbar.

 

Vortragende

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mo.10:00 - 12:0005.10.2020 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Di.08:00 - 10:0006.10.2020 - 15.12.2020 Leichtbau-VU Übungsteil
Mi.10:00 - 12:0007.10.2020 - 27.01.2021 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Fr.09:00 - 09:3023.10.2020 - 30.10.2020 Leichtbau UE Besprechung HUE
Mo.09:00 - 09:3009.11.2020 - 23.11.2020 Leichtbau UE Besprechung HUE
Mo.09:00 - 09:3014.12.2020 Leichtbau UE Besprechung HUE
Mo.09:00 - 09:3011.01.2021 - 18.01.2021 Leichtbau UE Besprechung HUE
Di.08:00 - 10:0012.01.2021 - 19.01.2021 Leichtbau-VU Übungsteil
Di.08:00 - 10:0026.01.2021 Leichtbau-VU 2. Kolloquium
Leichtbau - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mo.05.10.202010:00 - 12:00 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Di.06.10.202008:00 - 10:00 Leichtbau-VU Übungsteil
Mi.07.10.202010:00 - 12:00 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Di.13.10.202008:00 - 10:00 Leichtbau-VU Übungsteil
Mi.14.10.202010:00 - 12:00 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Di.20.10.202008:00 - 10:00 Leichtbau-VU Übungsteil
Mi.21.10.202010:00 - 12:00 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Fr.23.10.202009:00 - 09:30 Leichtbau UE Besprechung HUE
Di.27.10.202008:00 - 10:00 Leichtbau-VU Übungsteil
Mi.28.10.202010:00 - 12:00 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Fr.30.10.202009:00 - 09:30 Leichtbau UE Besprechung HUE
Di.03.11.202008:00 - 10:00 Leichtbau-VU Übungsteil
Mi.04.11.202010:00 - 12:00 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Mo.09.11.202009:00 - 09:30 Leichtbau UE Besprechung HUE
Di.10.11.202008:00 - 10:00 Leichtbau-VU Übungsteil
Mi.11.11.202010:00 - 12:00 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Mo.16.11.202009:00 - 09:30 Leichtbau UE Besprechung HUE
Di.17.11.202008:00 - 10:00 Leichtbau-VU Übungsteil
Mi.18.11.202010:00 - 12:00 Leichtbau VU - Vorlesungsteil
Mo.23.11.202009:00 - 09:30 Leichtbau UE Besprechung HUE

Leistungsnachweis

Die Beurteilung dieser LVA erfolgt über die Bewertung folgender Teilleistungen:

-  Teil 1: begleitende Leistungsbewertung schriftlicher Aufgabenstellungen zur praktischen Anwendung des Stoffes.
Es werden 2 Kolloquien mit entsprechenden Ersatzkolloquien angeboten. Für die Beurteilung von Teil 1 werden die Ergebnisse des 1. Kolloquiums bzw. 1. Ersatzkolloquiums und des 2. Kolloquiums bzw. 2. Ersatzkolloquiums herangezogen. Sie ist positiv, wenn in den beiden Kolloquien insgesamt zumindest 10 von den maximal möglichen 20 Punkten erreicht wurden. Die Teilnahme an den Ersatzkolloquien ist für jene Studierenden vorgesehen, die beim entsprechenden regulären Kolloquium verhindert (erkrankt) waren bzw. negativ beurteilt wurden.

Durch die Ausarbeitung und Präsentation der Hausübungsbeispiele kann die Punktezahl um -1 bis +2 Punkte verändert werden. Vorraussetzung für die Anrechnung dieser Punkte ist, dass die Gesamtpunktezahl aus beiden Kolloquien größer oder gleich 10 ist. Durch die Anrechnung von Minuspunkten kann ein positives Ergebnis für Teil 1 aufgrund der Kolloquien nicht negativ werden. Die Minuspunkte kommen in diesem Fall beim Gesamtergebnis (Teil 1+2) zur Anwendung. Die Ausarbeitung erfolgt in Gruppen zu 3-4 Studierenden, abhängig von der Teilnehmerzahl.
           
-  Teil 2: abschließender schriftlicher/mündlicher theoretischer Prüfungsteil.
Dieser kann nur nach einer positiven Beurteilung von Teil 1 absolviert werden. Nach erfolgreichem Abschluss von Prüfungsteil 2, durch Erreichen von mindestens 10 von den maximal möglichen 20 Punkten, wird auf Basis des Erfolgs in den Teilen 1 und 2 die Gesamtnote der Leichtbau VU festgelegt.

Studierende, welche den schriftlichen Teil 1 der Leichtbau VU in den Wintersemestern 2015/2016, 2016/17 oder 2017/18 positiv absolviert haben, können den oben beschrieben Teil 2 der Beurteilung ebenfalls als schriftliche theoretische Prüfung ablegen.

Eine Anmeldung zu den Kolloquien sowie zum schriftlichen theoretischen Prüfungsteil 2 in TISS ist erforderlich. Wenn Sie sich nicht rechtzeitig abmelden (bis zwei Tage vor dem jeweiligen Termin), werden Sie für die darauffolgenden 8 Wochen gesperrt!

Bei den Kolloquien können eigene Mitschriften aus den Vorlesungen und den Übungen sowie Papierausdrucke der Skripten und gedruckte Literatur verwendet werden. Sollten andere Unterlagen als die Skripten verwendet werden, so ist dies in der schriftlichen Prüfungsarbeit entsprechend durch Zitierung zu belegen.
Der Einsatz von Taschenrechnern - ohne Kombination mit nachfolgend aufgezählten elektronischen Geräten - ist bei den Kolloquien erlaubt. Die Verwendung des Internets sowie die Benutzung von Handy, Smartphone, Tablet, Laptop und anderen elektronischen Kommunikationsmitteln während des Kolloquiums ist untersagt! Beim schriftlichen theoretischen Prüfungsteil 2 sind weder Unterlagen noch elektronische Hilfsmittel erlaubt.

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Fr.00:00 - 00:0018.12.2020 mündlich04.12.2020 08:00 - 16.12.2020 08:00in TISSLeichtbau-VU theoretischer mündlicher Prüfungsteil
Di.08:00 - 10:0026.01.2021 schriftlich12.01.2021 08:00 - 24.01.2021 08:00in TISSLeichtbau VU 2.Kolloquium
Fr.09:00 - 11:0029.01.2021 mündlich15.01.2021 08:00 - 27.01.2021 08:00in TISSLeichtbau-VU theoretischer mündlicher Prüfungsteil
Mo. - 01.03.2021GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich15.02.2021 08:00 - 27.02.2021 08:00in TISSLeichtbau VU 1. Ersatzkolloquium
Mo. - 01.03.2021GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich15.02.2021 08:00 - 27.02.2021 08:00in TISSLeichtbau-VU theoretischer schriftlicher Prüfungsteil
Mo. - 01.03.2021GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich15.02.2021 08:00 - 27.02.2021 08:00in TISSLeichtbau VU 2. Ersatzkolloquium
Mo. - 01.03.2021GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich15.02.2021 08:00 - 27.02.2021 08:00in TISSLeichtbau-VU theoretischer schriftlicher Prüfungsteil
Fr. - 19.03.2021GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich05.03.2021 08:00 - 17.03.2021 07:59in TISSLeichtbau-VU theoretischer schriftlicher Prüfungsteil
Fr. - 07.05.2021GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich23.04.2021 08:00 - 05.05.2021 08:00in TISSLeichtbau-VU theoretischer schriftlicher Prüfungsteil
Mo. - 21.06.2021GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich24.05.2021 13:00 - 19.06.2021 08:00in TISSLeichtbau-VU theoretischer schriftlicher Prüfungsteil

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
17.09.2020 09:00 27.11.2020 09:00 29.06.2021 09:00

Gruppen-Anmeldung

GruppeAnmeldung VonBis
Theoretische schriftliche Pruefung 29.01.202012.01.2021 11:0001.02.2021 07:59

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
033 245 Maschinenbau STEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
033 282 Wirtschaftsingenieurwesen - Maschinenbau STEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
066 434 Materialwissenschaften
066 445 Maschinenbau
066 445 Maschinenbau STEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
066 482 Wirtschaftsingenieurwesen - Maschinenbau
066 482 Wirtschaftsingenieurwesen - Maschinenbau STEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP

Literatur

Sowohl zum Stoff der Vermittlung der theoretischen Inhalte als auch für die Einübung in deren praktische Anwendung sind Skripten ab Ende September in TISS downloadbar.

Vorkenntnisse

Kenntnisse aus Mechanik (insb. Statik, Grundlagen der Festigkeitslehre) und der Konstruktionslehre.

Sprache

Deutsch