317.542 Analytische Methoden des Leichtbaus
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2022W, VU, 4.0h, 5.0EC, wird geblockt abgehalten
TUWEL

Merkmale

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

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. Weitere Skriptenteile werden während des Semesters online in TISS zur Verfügung gestellt.

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mo.08:00 - 10:0003.10.2022GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Di.08:00 - 12:0004.10.2022 - 17.01.2023GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Mi.08:00 - 10:0005.10.2022 - 25.01.2023GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Mi.10:00 - 12:0005.10.2022GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Mo.10:15 - 11:1517.10.2022 - 21.11.2022 online via Zoom Meeting (siehe TUWEL)Vorbesprechung HUE
Di.11:15 - 11:4529.11.2022 - 10.01.2023 BE 02 09 (Gebauede BE, 2. Stock, 31710 mit Tuertelefon anrufen)Vorbesprechung HUE
Analytische Methoden des Leichtbaus - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mo.03.10.202208:00 - 10:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Di.04.10.202208:00 - 12:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Mi.05.10.202208:00 - 10:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Mi.05.10.202210:00 - 12:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Di.11.10.202208:00 - 12:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Mi.12.10.202208:00 - 10:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Mo.17.10.202210:15 - 11:15 online via Zoom Meeting (siehe TUWEL)Vorbesprechung HUE
Di.18.10.202208:00 - 12:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Mi.19.10.202208:00 - 10:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Di.25.10.202208:00 - 12:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Mo.07.11.202210:15 - 11:15 online via Zoom Meeting (siehe TUWEL)Vorbesprechung HUE
Di.08.11.202208:00 - 12:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Mi.09.11.202208:00 - 10:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Mo.14.11.202210:15 - 11:15 online via Zoom Meeting (siehe TUWEL)Vorbesprechung HUE
Mi.16.11.202208:00 - 10:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Mo.21.11.202210:15 - 11:15 online via Zoom Meeting (siehe TUWEL)Vorbesprechung HUE
Di.22.11.202208:00 - 12:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Mi.23.11.202208:00 - 10:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus-Übungsteil
Di.29.11.202208:00 - 12:00GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums Analytische Methoden des Leichtbaus - Vorlesungsteil
Di.29.11.202211:15 - 11:45 BE 02 09 (Gebauede BE, 2. Stock, 31710 mit Tuertelefon anrufen)Vorbesprechung HUE
LVA wird geblockt abgehalten

Leistungsnachweis

Die Beurteilung dieser LVA erfolgt über eine begleitende Leistungsbewertung schriftlicher Aufgabenstellungen zur praktischen Anwendung des Stoffes sowie schriftlicher Fragen zur Theorie im Rahmen von Kolloquien.
Es werden 2 Kolloquien mit entsprechenden Ersatzkolloquien angeboten. Für die Beurteilung werden die Ergebnisse des 1. Kolloquiums bzw. 1. Ersatzkolloquiums und des 2. Kolloquiums bzw. 2.Ersatzkolloquiums herangezogen. Die LVA gilt als positiv abgeschlossen, wenn die erreichte Gesamtpunktezahl aus beiden Kolloquien zumindest 20 von insgesamt 40 Punkten beträgt. Die Teilnahme an den Ersatzkolloquien ist für jene Studierenden vorgesehen, die beim entsprechenden regulären Kolloquium verhindert
(erkrankt) waren bzw. negativ (weniger als 20 Punkte) beurteilt wurden.

Bei jedem Kolloquium werden zuerst die Prüfungsbögen zur Theorie ausgegeben. Zur Beantwortung dieser Fragen sind weder Unterlagen noch elektronische Hilfsmittel erlaubt. Nach Abgabe der theoretischen Prüfungsbögen werden die Angaben der praktischen Rechenbeispiele ausgeteilt. Zur Bearbeitung dieser 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 entsprechenddurch Zitierung zu belegen.
Der Einsatz von Taschenrechnern - ohne Kombination mit nachfolgend aufgezählten elektronischen Geräten - ist bei der Bearbeitung der praktischen Rechenbeispiele erlaubt. Die Verwendung des Internets sowie die Benutzung von Handy, Smartphone, Tablet, Laptop und anderen elektronischen Kommunikationsmitteln während der Kolloquien ist untersagt!

Durch die Ausarbeitung und Präsentation von Hausübungsbeispielen kann die Gesamtpunktezahl um -1 bis +2 Punkte verändert werden. Voraussetzung für die Anrechnung dieser Punkte ist, dass die
Gesamtpunktezahl aus beiden Kolloquien größer oder gleich 20 ist. Durch die Anrechnung von Minuspunkten kann ein positives Ergebnis aufgrund der Kolloquien nicht negativ werden. Die
Ausarbeitung erfolgt in Gruppen zu 3-4 Studierenden, abhängig von der Teilnehmerzahl.

Studierende, welche den schriftlichen Teil 1 der Leichtbau VU vor dem Wintersemester 22/23 positiv absolviert haben, können den fehlenden theoretischen Prüfungsteil im Rahmen einer schriftlichen
theoretischen Prüfung ablegen. Termine dazu sind in TISS angegeben.

Eine Anmeldung zu den Kolloquien sowie zum schriftlichen theoretischen Prüfungsteil 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!

Werden aufgrund der COVID-19 Pandemie die Prüfungen online abgehalten, gelten die vom Rektorat vorgegebenen Richtlinien.

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Di.08:00 - 12:0006.12.2022GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich22.11.2022 08:00 - 04.12.2022 08:00in TISS1. Kolloquium
Di.08:00 - 12:0017.01.2023GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich10.01.2023 08:00 - 22.01.2023 08:00in TISS2. Kolloquium
Do.11:00 - 13:0026.01.2023GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich12.01.2023 08:00 - 23.01.2023 08:00in TISSTheoretischer Prüfungsteil
Mi.08:00 - 11:0001.03.2023GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich15.02.2023 08:00 - 27.02.2023 08:00in TISS1. Ersatzkolloquium
Mi.08:00 - 11:0008.03.2023GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich21.02.2023 08:00 - 05.03.2023 08:00in TISS2. Ersatzkolloquium
Di.10:00 - 12:0021.03.2023GM 8/9 - Hörsaal des Internationalen Wiener Motorensymposiums schriftlich07.03.2023 08:00 - 20.03.2023 08:00in TISSTheoretischer Prüfungsteil
Mi.08:00 - 10:0010.05.2023Seminarraum BE 01 schriftlich26.04.2023 08:00 - 08.05.2023 08:00in TISSTheoretischer Prüfungsteil
Mi.08:00 - 10:0007.06.2023Seminarraum BE 01 schriftlich24.05.2023 08:00 - 05.06.2023 08:00in TISSTheoretischer Prüfungsteil

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
14.09.2022 08:00 07.11.2022 08:00 07.11.2022 08:00

Gruppen-Anmeldung

GruppeAnmeldung VonBis
Theoretische Prüfung am 28.1.202214.01.2023 08:0026.01.2023 18:00

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 STEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP
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