Moses - Festigkeit und Lebensdauer

Anzeigesprache

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Modul / Version:
#50276 / #3

Gültigkeit:
Seit WiSe 2023/24

Standard-Anzeigesprache:
Deutsch

Titel des Moduls:
Festigkeit und Lebensdauer

Leistungspunkte:
6

Modulverantwortliche*r:
Liebich, Robert

Benotung:
benotet

Prüfungsform:
Mündliche Prüfung

Zugehörigkeit

Fakultät:
Fakultät V

Institut:
Institut für Maschinenkonstruktion und Systemtechnik (IMS)

Fachgebiet:
35351200 FG Konstruktion und Produktzuverlässigkeit

Prüfungsausschuss:
Maschinenbau

Kontakt

Sekretariat:
H 66

Ansprechpartner*in:
Hoffmann, Robert

E-Mail-Adresse:
robert.liebich@tu-berlin.de

Webseite:

https://www.tu.berlin/kup/studium-lehre/master/festigkeit-und-lebensdauer

Lernergebnisse

Kenntnisse: Die Studierenden erlernen die grundlegende Ingenieurstatistik und die Unterscheidung von Belastungsarten. Sie können Belastungskollektive zusammenstellen und Sonderlasten berücksichtigen. Die Kursteilnehmenden unterscheiden Beanspruchungs- und Versagensarten, sie bestimmen die zugehörigen anzuwendenden Versagenshypothesen. Darüber hinaus erlernen die Studierenden die Theorien zur Dauer-, Zeit- und Betriebsfestigkeit und zur Rissbildung und zum Rissfortschritt innerhalb der linear-elastischen Bruchmechanik. Sie erlangen zudem Kenntnisse über die thermische Ermüdung und das Kriechen von Bauteilen. Die Kursteilnehmenden erlernen somit die komplette Bandbreite der statischen und dynamischen Festigkeitsanalyse von metallischen Bauteilen. Die Beherrschung dieser Festigkeitsanalysen erfüllt aufgrund der damit verbundenen Reduktion von Ressourcenverbrauch, Vibrationen und einer verlängerten Lebensdauer diverse Anforderungen der Nachhaltigkeit im Produktentstehungsprozess. Fertigkeiten: Die Kursteilnehmenden sind nach Abschluss des Moduls fähig, Beanspruchungen aus Belastungen zu berechnen, die Ingenieurstatistik bezüglich der Sicherheit anzuwenden, die auftretenden statischen und dynamischen Beanspruchungen zu analysieren und geeignete Versagenshypothesen anzuwenden. Darüber hinaus sind sie in der Lage, vollständige Betriebsfestigkeitsnachweise durchzuführen und Rissfortschritte innerhalb der linear-elastischen Bruchmechanik rechnerisch zu ermitteln. Kompetenzen: Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Abschluss des Moduls über die notwendigen Kompetenzen zur selbstständigen Durchführung von Festigkeits- und Lebensdauerbewertung statisch und dynamisch hochbeanspruchter Konstruktionen. Sie können die verschiedenen Einflüsse auf das Werkstoff- und Bauteilverhalten im Hinblick auf die Festigkeit und Lebensdauer bewerten. Sie sind in der Lage, Aussagen über die Festigkeitseigenschaften jeglicher metallischer Bauteile zu treffen und Gestaltungsempfehlungen hinsichtlich der Spannungsreduzierung oder Festigkeitserhöhung innerhalb eines Produktentwicklungsprozesses zu generieren.

Lehrinhalte

Optimale statische und betriebsfeste Auslegung von Bauteilen mit Schwerpunkt Maschinenbau und Antriebstechnik unter Einbeziehung - von Belastungen, Belastungs-Zeitfunktionen, Belastungskollektiven, Sonderlasten - der Ermittlung der Bauteil-Beanspruchungen aus den Belastungen - geeigneter werkstoffmechanischer Modelle - der rechnerischen Ermittlung der mehrachsigen Beanspruchungen mit FEM (Linearelastisch und modifizierte Neuber-Hyperbel oder elastisch-plastisch) - von Eigen- und Wärmespannungen - der zugehörigen statischen Bemessungskonzepte - der zugehörigen Zeit-, Dauer- und Betriebsfestigkeitskonzepte zur Lebensdauervorhersage - der Zuverlässigkeit und Sicherheit - des Vergleichs rechnerischer und experimenteller Ergebnisse zur Modellverbesserung - eines Bruchmechanikkonzepts zur Zeit-, Dauer- und Betriebsfestigkeit scharfgekerbter und angerissener Bauteile (Rissfortschrittsrechnungen) für die Qualitätssicherung und Nutzungsphase - der Bestimmung der Restlebensdauer im Betrieb - der Festlegung von Inspektionsintervallen - der Fallanalyse von bekannten Schäden - von Festigkeitshypothesen für glatte und gekerbte Bauteile unter Berücksichtigung von Mehrachsigkeit, Plastizität, Spannungsversprödung, und Stützwirkungen - von gängigen Zeit-, Dauer- und Betriebsfestigkeitsnachweisen normalgekerbter Bauteile (Nenn-, Struktur- und Kerbgrund-Spannungskonzepte, LCF, HCF, Kriechen) - der linear-elastischen Bruchmechanik - und von Normen und Standards

Modulbestandteile

Pflicht:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	VZ
Festigkeit und Lebensdauer	VL	514	WiSe	Deutsch	2
Festigkeit und Lebensdauer	UE	515	WiSe	Deutsch	2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Festigkeit und Lebensdauer (VL):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	2.0h	30.0h
			60.0h(~2 LP)

Festigkeit und Lebensdauer (UE):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	6.0h	90.0h
			120.0h(~4 LP)

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Der in der Vorlesung vorgestellte Stoff wird in der Übung im Rahmen von Beispielaufgaben angewendet und vertieft. In Rechenhausaufgaben werden die erlernten Kenntnisse von den Studierenden selbst angewendet und die Berechnung und Bewertung geübt.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

a) obligatorisch: BSc Maschinenbau, Verkehrswesen, Physikalische Ingenieurswissenschaften b) wünschenswert: Modul Energiemethoden, Modul Datenanalyse/angewandte Statistik, Modul Statik und elementare Festigkeitslehre

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

1. Voraussetzung

Festigkeit und Lebensdauer_abWS2015-16_V01

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache

Deutsch

Dauer/Umfang

Keine Angabe

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 50.

Anmeldeformalitäten

Anwesenheitspflicht und Anmeldung in der 1. Übung

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: verfügbar

Zusätzliche Informationen:
www.kup.tu-berlin.de

Literatur

Empfohlene Literatur
FKM-Richtlinie: Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis. Frankfurt: VDMA-Verlag 2001
Hahn: Festigkeitsberechnung und Lebensdauerabschätzung für metallische Bauteile unter mehrachsig schwingender Beanspruchung. Berlin: Wissenschaft-und-Technik-Verlag 1995, zugleich Diss. TU Berlin 1995
Haibach Betriebsfestigkeit - Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung. Berlin: Springer 2002
Issler, Ruoß, Häfele: Festigkeitslehre - Grundlagen. Berlin: Springer 2003
Wellinger, Dietmann: Festigkeitsberechnung. Stuttgart: Kröner 1976

Zugeordnete Studiengänge

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Biomedizinische Technik (M. Sc.)	1	2	WiSe 2023/24	SoSe 2024
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (M. Sc.)	1	2	WiSe 2023/24	SoSe 2024
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)	1	2	WiSe 2023/24	SoSe 2024
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)	1	2	WiSe 2023/24	SoSe 2024
Maschinenbau (M. Sc.)	1	3	WiSe 2023/24	SoSe 2024
Patentingenieurwesen (M. Sc.)	1	2	WiSe 2023/24	SoSe 2024
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)	2	4	WiSe 2023/24	SoSe 2024
Technomathematik (M. Sc.)	1	2	WiSe 2023/24	SoSe 2024
Wirtschaftsingenieurwesen (M. Sc.)	1	2	WiSe 2023/24	SoSe 2024

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Dieses Modul wendet sich insbesondere an die Studierenden aus dem Maschinenbau (MSc Konstruktion und Entwicklung, Fluidenergiemaschinen, Biomedizinische Technik) und an die konstruktiv interessierten Master-Studierenden aus dem Verkehrswesen (MSc Luft- und Raumfahrttechnik, Fahrzeugtechnik, Schiffs- und Meerestechnik) und der Physikalischen Ingenieurwissenschaft, die ihr Berufsfeld in Entwicklung und Forschung zu hochbeanspruchten Bauteilen sowie Antriebs- und Maschinensystemen sehen.

Sonstiges

Keine Angabe