Moses - Smart Materials - Grundlagen und Anwendungen

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Modul / Version
#50704 / #5

Gültigkeit
Seit WiSe 2023/24

Verfügbare Sprache(n)
Deutsch

Titel des Moduls
Smart Materials - Grundlagen und Anwendungen

Leistungspunkte
6

Modulverantwortliche*r
Maas, Jürgen

Benotung
Benotet

Prüfungsform
Portfolioprüfung

Lehrsprache(n)
Deutsch

Zugehörigkeit

Fakultät
Fakultät V

Institut
Institut für Maschinenkonstruktion und Systemtechnik (IMS)

Fachgebiet
35351400 FG Elektromechanische Konstruktionen

Prüfungsausschuss
Keine Angabe

Kontakt

Sekretariat
EW 3

Ansprechpartner*in
Maas, Jürgen

E-Mail-Adresse
juergen.maas@tu-berlin.de

Webseite

http://www.emk.tu-berlin.de

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage: - die Wirkprinzipien und charakteristischen Eigenschaften smarter Materialien zu beurteilen und die Vorteile dieser Materialien für die Gestaltung mechatronischer Systeme gezielt zu nutzen, - die Grundstrukturen und Funktionsprinzipien komplexer mechatronischer Systeme zu klassifizieren, - vermittelte Lösungsprinzipien anzuwenden und für neue Aufgabenstellungen eigenständig zu erweitern, - anhand der spezifizierten Eigenschaften mechatronischer Systeme alternative Lösungsansätze zu erarbeiten. Die erworbenen Fähigkeiten bilden eine ideale Grundlage für Projekt- oder Abschlussarbeiten am Fachgebiet.

Lehrinhalte

Das Modul behandelt mechatronische Systeme auf Basis smarter Materialien mit den Inhalten: - aktuelle Forschungsthemen aus dem Bereich der Aktorik, Sensorik, Systemintegration und Ansteuerung, - intelligente Funktionswerkstoffe („smarte Materialien“) und ihre spezifischen Eigenschaften für Anwendungen in der Mechatronik, - numerischer und analytischer Entwurf von mechatronischen Systemen auf Basis smarter Materialien, - Einsatzmöglichkeiten und Anwendungsbeispiele von smarten Materialien als Alternative zu herkömmlichen elektromagnetischen Aktoren in mechatronischen Systemen, - Entwurf, Ansteuerung und Auswertung von funktions- und bauraumintegrierten Aktor-Sensor-Systemen, - praktische Erfahrung mit smarten Materialien im Rahmen von experimentellen Versuchen - Anwendungsbeispiele aus der Fahrzeug-, Automatisierungs- und Energietechnik.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	ISIS	VVZ
Anwendungsgebiete der Mechatronik	IV	3535 L 020	WiSe	de	4

ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Anwendungsgebiete der Mechatronik (IV):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Ausarbeitung und Aufbereitung individueller Fragestellungen	1.0	60.0h	60.0h
Präsenzzeit	15.0	4.0h	60.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	2.0h	30.0h
Vorbereitung auf mündliche Rücksprache	1.0	30.0h	30.0h
			180.0h(~6 LP)

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

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die integrierte Lehrveranstaltung vermittelt im Vorlesungsteil relevante Grundlagen zu smarten Materialien sowie Methoden zur Gestaltung und Auslegung darauf basierender mechatronischer Systeme. Im Rahmen von theoretischen und experimentellen Übungen werden diese Inhalte anhand von anwendungsbezogenen Beispielen vertieft. In Kleingruppen werden die Lehrinhalte interaktiv auf konkrete Fragestellungen angewendet, wobei zusätzlich zu analytischen Entwurfsmethoden rechnergestützte Entwurfswerkzeuge, wie FE-basierte Multiphysics-Tools, herangezogen und Ergebnisse im Rahmen von Praktika experimentell validiert werden. Vertiefende Inhalte zu einzelnen Themen werden zudem zum Selbststudium bereitgestellt. Darüber hinaus werden den Studierenden verschiedene abgegrenzte Fragestellungen zu aktuellen Forschungsthemen angeboten, die im Anschluss an den Vorlesungsteil als Teilleistung des Moduls durch die Studierenden in Einzel- oder Gruppenarbeit eigenständig bearbeitet und vorgestellt werden. Mögliche Themenschwerpunkte können hierbei im Bereich der Modellierung und Simulation oder Theorie und Konzeptfindungen liegen aber auch experimenteller und praktischer Natur sein. Zur Sicherstellung einer guten wissenschaftlichen Arbeit werden die Studierenden dabei über den gesamten Zeitraum individuell betreut.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen: Grundkenntnisse der Mechatronik, Elektrotechnik und Regelungstechnik, Grundkenntnisse zur Materialmodellierung und -simulation mittels FEM, Matlab/Simulink-Kenntnisse.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Deutsch

Prüfungselemente

Name	Punkte	Kategorie	Dauer/Umfang
Erarbeitung und Dokumentation der Projektergebnisse (Präsentationsfolien)	40	flexibel	individuell
Vorstellung der Projektergebnisse mit anschließender Diskussion	30	mündlich	15+5 min
Fragen zu Vorlesungsinhalten	30	mündlich	10 min

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl	1.0	1.3	1.7	2.0	2.3	2.7	3.0	3.3	3.7	4.0
100.0pt	95.0pt	90.0pt	85.0pt	80.0pt	75.0pt	70.0pt	65.0pt	60.0pt	55.0pt	50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Semesterbegleitend ist eine individuelle Fragestellung durch die Studierenden zu bearbeiten und die Ergebnisse in Form einer kurzen Präsentation zu dokumentieren und vorzustellen. Die Ausarbeitung und Dokumentation als Präsentationsfolien werden hierbei mit maximal 40 Punkten bewertet. Die Ergebnispräsentation als Vortrag mit anschließender Diskussion umfasst maximal 30 Punkte. Für die anschließende Beantwortung von Fragen zu den behandelten Vorlesungsinhalten können maximal 30 Punkte erreicht werden. Die zu erreichende Gesamtpunktezahl beträgt 100.

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 30.

Anmeldeformalitäten

Die Anmeldung findet über das ISIS-System statt. Prüfungsmeldung: bis zur Ausgabe der individuellen Fragestellungen über das zentrale elektronische Anmeldesystem.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: verfügbar

Zusätzliche Informationen:
https://www.isis.tu-berlin.de

Literatur

Empfohlene Literatur
Janschek, K.: Systementwurf mechatronischer Systeme: Methoden - Modelle - Konzepte. Springer Verlag.
Isermann, R.: Mechatronische Systeme. Grundlagen. Springer, 2008.
H. Janocha, H.: Unkonventionelle Aktoren - eine Einführung. Oldenbourg Verlag.
COMSOL: Introduction to COMSOL Multiphysics, 2019, URL: https://cdn.comsol.com/doc/5.5/IntroductionToCOMSOLMultiphysics.pdf.
Föllinger, Otto: Regelungstechnik - Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, VDE-Verlag.

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	4	WiSe 2023/24	SoSe 2025
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (M. Sc.)	1	4	WiSe 2023/24	SoSe 2025
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)	1	4	WiSe 2023/24	SoSe 2025
Maschinenbau (M. Sc.)	1	10	WiSe 2023/24	SoSe 2025
Patentingenieurwesen (M. Sc.)	1	4	WiSe 2023/24	SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)	2	8	WiSe 2023/24	SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Diese Modulversion wird auf folgenden Modullisten verwendet (alte Studiengangsabbildung): Biomedizinische Technik (Master of Science) Computational Engineering Science (ITM) (Master of Science) Maschinenbau (Master of Science) Patentingenieurwesen (Master of Science) Physikalische Ingenieurwissenschaft (Master of Science) Die Verwendung in den folgenden Studiengängen ist beantragt: Fahrzeugtechnik (Master of Science) Luft- und Raumfahrttechnik (Master of Science)

Sonstiges

Keine Angabe