Grundlagen des Leichtbaus
Ob in der Luft- und Raumfahrt, in der Windenergietechnik, im klassischen Maschinenbau oder in der Medizintechnik: Überall ist der Leichtbau von Bedeutung. Dabei erfordert er ein technisches Verständnis, das über einzelne Fachbereiche hinausgeht. Um das Ziel, möglichst leichte, ressourcenoptimale, technische Strukturen zu bauen, zu erreichen, sind fundierte Kenntnisse der dem Leichtbau zugrundeliegenden Zusammenhänge wichtig.
In der Lehrveranstaltung „Grundlagen des Leichtbaus“ werden die grundlegenden Konzepte des Leichtbaus behandelt. Ausgehend von den Leichtbaustrategien und -bauweisen, erfolgt eine Betrachtung der Leichtbauwerkstoffe und den Methoden für eine quantifizierte Werkstoffauswahl. Dabei werden Kunststoffe und faserverstärkte Kunststoffe detailliert betrachtet. Abschließend werden noch Konzepte der Strukturanalyse des Leichtbaus mit besonderem Blick auf Stabilitätsprobleme dünnwandiger Strukturen betrachtet. Begleitend werden dazu auch Rechnerübungen und laborpraktische Übungen durchgeführt.
Die Lehrveranstaltung richtet sich an alle Studierende der Bachelorstudiengänge Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Mechatronik und Biomedizinische Technik, die Leichtbaukonzepte und Faserverbundwerkstoffe grundlegend verstehen möchten.
Modulbeschreibung
Lehrende: Prof. Dr.-Ing. Philipp Weißgraeber und Mitarbeiter:innen
Lehrinhalte:
- Leichtbaustrategien und Leichtbauweisen
- Leichtbauwerkstoffe
- Einführung
- Kennzahlen für die Werkstoffauswahl
- Metallische Werkstoffe
- Kunststoffe
- Faserkunststoffverbunde
- Mechanisches Verhalten von Faserkunststoffverbunden
- Strukturmechanische Grundlagen
- Stabilitätsprobleme
Lehr- und Lernformen: Vorlesung 2 SWS, Übung 2 SWS
Leistungspunkte: 6
Prüfungsvorleistungen: keine
Art und Umfang der Prüfung: schriftlich, 60 Minuten
Zugelassene Hilfsmittel: Taschenrechner, Schreibzeug, Formelsammlung (eine Seite A4. hangeschrieben)
Literatur:
- Vorlesungsskript
- Wiedemann, J.: Leichtbau, Springer-Verlag
- Klein, B.: Leichtbau-Konstruktion, Vieweg-Verlag
- Bergmann, W.: Werkstofftechnik, Hanser-Verlag
- Neitzel, M.: Handbuch der Verbundwerkstoffe, Hanser-Verlag
- Ashby, M.: Materials Selection In Mechanical Design, Butterworth-Heinemann
