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Fakultät Maschinenwesen Professur für Dynamik und Mechanismentechnik

NEWSLETTER 2/2013LIEBE STUDIERENDE, WERTE LESER,

„Man sieht nur mit dem Herzen gut. Das Wesentliche ist für die Augen unsichtbar.“ schrieb An-toine de Saint-Exupéry in seinem Buch „Der Kleine Prinz“. Für die Lange Nacht der Wissenschaf-ten am 05. Juli 2013 hatten wir uns vorgenommen, ebenfalls für das Auge unsichtbare technische Prozesse sichtbar zu machen, wenn auch nicht mit dem Her-zen. Im Schwingungslabor der

Professur in der Marschnerstraße zeigten wir den zahl-reichen interessierten Besuchern, wie Schwingungen auf Scheiben mit Sand oder einem Laser-Messsystem sichtbar gemacht werden können. Auch die Visualisie-rung von Schallquellen auf einem Motorrad mit Hilfe unseres Mikrofonarrays zog die Gäste im Hof des Insti-tuts in seinen Bann. Dass Fahrzeugkarosserien wiede-rum auch als Lautsprecher für Musik verwendet werden können, demonstrierte der singende und klingende Phaeton im Labor. Die parallel stattfindenden Fahrten mit der Messstraßenbahn machten die sonst dort ver-borgene Messtechnik sichtbar. Für Sie als Studierende, die Sie bereits die eine oder andere Lehrveranstaltung meiner Professur besucht haben, scheint das Unsicht-bare in der Mechanik nicht mehr so geheimnisvoll. Eini-gen unter Ihnen ist die Mechanik und das zugehörige Verständnis auch „ans Herz gewachsen“, womit ich wieder beim einleitenden Zitat angekommen bin. Wir, meine Mitarbeiter und ich, stehen auch im kommenden Semester bereit, die scheinbaren Geheimnisse und unsichtbaren Dinge der Mechanik für Sie zu enthüllen und ihren Nutzen für die Konstruktion und Auslegung von Maschinen aufzuzeigen. Sie sind herzlich eingela-den! Beachten Sie bitte die zahlreichen Themen für Studien- und Diplomarbeiten auf den folgenden Seiten, auch als Tutor oder wissenschaftliche Hilfskraft werden Sie gebraucht. Für die zuvor anstehenden Prüfungen wünsche ich Ihnen alles Gute und viel Erfolg!

Prof. Dr.-Ing. Michael Beitelschmidt

INHALTE DER AUSGABE I. PRÜFUNGEN

II. LEHRVERANSTALTUNGEN WS

III. ANGEBOTE FÜR SHK-STELLEN, STUDIEN-/ DIPLOMARBEITEN

IV. PRAKTIKA

V. BERICHTE

PRÜFUNGEN

Alle wichtigen Informationen zu den Prüfungen in diesem Semester finden Sie auf der zugehörigen OPAL-Seite der Lehrveranstaltung:

• CAE – Dynamische Analyse • Dynamik der Kolbenmaschinen und An-

triebe • Einbindung elastischer Strukturen • Einführung in die Schwingungslehre • Gekoppelte Simulation und Echtzeitsimu-

lation • Getriebesynthese • Getriebetechnik • Grundlagen Programmieren II • Verkehrsmaschinentechnik • Maschinendynamik • Mechaniklabor • Mehrkörpersimulation Kraftfahrzeuge • Messwertverarbeitung und Diagnostik • Modalanalyse • Schwingungslehre • Systemdynamik • Technische Mechanik B, Teil 2 • Technische Mechanik, Vertiefung MT

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LEHRVERANSTALTUNGEN IM WINTERSEMSETER 13/14 EXPERIMENTELLE MECHANIK

Studiengang: Maschinenbau Stunden: 4 SWS (0/0/4) Lehrkräfte: Dr.-Ing. habil. M. Scheffler, Dr. rer. nat. E. Junkert, Dipl.-Ing. D. Kreuter Zusätzlich zur Vorlesung „Experimentelle Mechanik“ werden Teile dieses Praktikums von unserem Lehrstuhl angeboten.

GETRIEBETECHNIK

Studiengang: Maschinenbau Stunden: 3 SWS (2/1/0) Lehrkräfte: Dr.-Ing. C. Wadewitz Inhalte: Grundlagen der Getriebesystematik (Gelenke, Glieder, Organe, Freiheitsgrad, Zwanglauf, kinematische Ketten, Übertragungswinkel), ebene Kinematik (Momen-tanpol, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Überset-zungsverhältnis, Drehschubstrecke, Koppelkurven), Numerische Getriebeanalyse und ein Überblick über Koppelgetriebe, Kurvengetriebe, kombinierte Getriebe und deren Anwendungsmöglichkeiten

GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNG

Studiengang: Verkehrswirtschaft, Interessierte aus den Studiengängen Mechatronik und Maschinenbau Stunden: 2 SWS (0,5/0,5/1) Lehrkraft: Dr.-Ing. V. Quarz Die Lehrveranstaltung vermittelt Grundkenntnisse der strukturierten Programmierung. Schwerpunkt sind Pro-grammelemente und Algorithmen. Begleitend zur Vorle-sung werden Gruppen- und Zentralübungen mit dem Werkzeug MATLAB durchgeführt.

KINEMATIK UND KINETIK DER MEHRKÖRPERSYSTEME

Studiengang: Mechatronik / Maschinenbau Stunden: 4 SWS (2/2/0) Lehrkraft: Prof. Dr.-Ing. M. Beitelschmidt, Dipl.-Ing. C. Lein In dieser Veranstaltung führen wir in die Theorie und Anwendung der Modellklasse der Mehrkörpersysteme ein, die sich insbesondere in der Fahrzeugentwicklung und Robotik, aber auch im allgemeinen Maschinenbau zur Auslegung von mechatronischen Systemen etabliert hat. Vermittelt werden die Modellbildung, Algorithmen, Berechnungsmethoden und wesentliche Aspekte der Systemanalyse (Kinematik, Dynamik, numerische Simu-lation).

MASCHINENDYNAMIK

Studiengang: Maschinenbau Stunden: 4 SWS (2/2/0) Lehrkraft: Prof. Dr.-Ing. M. Beitelschmidt/ Dr.-Ing. habil. M. Scheffler In der Lehrveranstaltung Maschinendynamik werden die Erkenntnisse der Dynamik auf Maschinen, Anlagen und Bauteile angewendet. Es wird sowohl ein Überblick über die Theorie linearer Schwingungen mit endlichem Freiheitsgrad gegeben als auch auf Schwingungsprob-leme an Maschinen eingegangen. Die Lehrveranstaltung

beinhaltet Problemstellungen von zwangsläufig gekoppelten Körpern, der Fundamentierung, der Lösung des allgemeinen Eigenwertproblems, der Antriebsdynamik und der Biegeschwingungen. Das Ziel besteht darin, dem Studierenden ein ingenieurmäßiges Denken zu vermitteln, das ihn befähigt, die durch Rechnersimulation gewonne-nen Ergebnisse mit Überschlagsrechnungen zu kontrollieren.

MASCHINENDYNAMIK/SCHWINGUNGSLEHRE

Studiengang: Maschinenbau (Luft- und Raum-fahrttechnik) Stunden: 3 SWS (2/1/0) Lehrkraft: Prof. Dr.-Ing. habil. R. Schmidt Es werden Verfahren und Methoden zur Berech-nung linearer und nichtlinearer mechanischer Schwingungssysteme behandelt. Inhalte sind das Aufstellen und Lösen der Bewegungsgleichung linearer diskreter Schwingungssysteme mit Mat-rizenmethoden und die Betrachtung linearer, ein-dimensionaler Kontinua. Die klassischen Lehrin-halte der Maschinendynamik als Spezialfälle der Technischen Schwingungslehre werden abschlie-ßend kurz behandelt. Das Hauptziel ist die Ver-mittlung allgemein anwendbarer Grundlagen. MASCHINEN- UND FAHRZEUGAKUSTIK

Studiengang: Maschinenbau / Mechatronik Stunden: 4 SWS (2/1/1) Lehrkraft: Prof. Dr.-Ing. M. Beitelschmidt, Dipl.-Ing. Johannes Stier u.a. Zu Beginn der Vorlesung werden die physikali-schen Grundlagen der Schallentstehung und -ausbreitung in Festkörpern und Fluiden vermittelt. Darauf aufbauend werden anschließend Schall-entstehungsmechanismen an Maschinen und Fahrzeugstrukturen erläutert und Möglichkeiten zur Lärmminderung aufgezeigt.

MEHRKÖRPERSIMULATION IN DER FAHRZEUG-TECHNIK

Studiengang: Mechatronik / Maschinenbau Stunden: 2 SWS (1/1/0) Lehrkraft: Dr.- Ing. V. Quarz Es wird eine Einführung in die Modellierung und Simulation von Mehrkörpersystemen geboten; hier erfolgt im anwendungsbezogenen Vorle-sungsteil die Fokussierung auf die Simulation von Schienen- und Straßenfahrzeugen mit ihren jewei-ligen Spezifika wie z.B. Reifenmodellierung/ Fahr-dynamik und Rad-Schiene-Kontakt.

ROBOTERFÜHRUNGSGETRIEBE

Studiengang: Mechatronik Stunden: 2 SWS (1/1/0) Lehrkräfte: Dr.-Ing. C. Wadewitz Inhalte: Grundlagen zur Realisierung ebener und räumlicher nichtlinearer Bewegungsvorgänge und

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deren Anwendung auf mechanismentechnische Struktu-ren der Robotik

SYSTEMDYNAMIK

Studiengang: Mechatronik Stunden: 3 SWS (2/1/0) Lehrkraft: Prof. Dr.-Ing. M. Beitelschmidt, Dr.-Ing. habil. M. Scheffler Es werden die Zusammenhänge zwischen den Heran-gehensweisen in der Elektrotechnik und der klassischen

Maschinendynamik behandelt. Gelöst werden einführende Probleme von Starrkörpermechanis-men, Antriebssystemen u.a. unter Verwendung der in der Elektrotechnik bekannten Laplace-Transformation. Zur Lösung klassischer dynami-scher Probleme werden die Gewichtsfunktion für den Zeitbereich, die Übertragungsfunktion für den Bildbereich und die Zustandsraumformulierung eingesetzt.

ANGEBOTE: SHK-STELLEN, STUDIEN- UND DIPLOMARBEITEN Sie haben eine oder mehrere Lehrveranstaltungen unserer Professur besucht und dabei auch einen Einblick in unsere Forschungstätigkeit erhalten? Das erworbene Wissen und die gewonnenen Fertigkeiten können Sie gleich gewinnbringend anwenden, wenn Sie als Studienarbeiter oder Diplomand an einem aktuellen Forschungsthema mitarbeiten. Möchten Sie vor der Anfertigung einer Studien- oder Belegarbeit erst einmal in die Forschungsthemen an unserer Professur „hineinschnuppern“? Wollen Sie sich ein wenig Geld dazuverdienen und dabei gleichzeitig etwas für Ihre fachliche Weiterbildung tun? Dann werden Sie doch studentische Hilfskraft an unserer Professur. Hier bekommen Sie, geordnet nach den einzelnen Forschungsschwerpunkten unserer Professur, einen kurzen Überblick über die derzeit angebotenen Themen und SHK-Stellen. Die hier angebotenen studentischen Arbeiten lassen sich grundsätzlich als Studien-, Beleg- oder Diplomarbeit ausgestalten, sofern nichts anderes erwähnt ist. Ausführlichere Informationen erhalten Sie direkt von den angegebenen Ansprechpartnern. Zur Erweiterung unse-rer Forschungsthemen sind wir ständig auf der Suche nach fähigen Studierenden der Fachrichtungen Maschinen-bau und Mechatronik. Im Rahmen einer Tätigkeit als SHK ist eine Mitarbeit bei Messungen, bei numerischen Si-mulationen oder als Tutor in unseren Lehrveranstaltungen möglich. Weitere aktuelle Angebote der Professur für Dynamik und Mechanismentechnik sind auf unseren Internetseiten verfügbar: http://www.tu-dresden.de/mw/dmt/

FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: MODELLORDNUNGSREDUKTION (MOR) Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Claudius Lein

Viele mechanische Fragestellungen erfordern die Einbindung von elastischen FE-Strukturen in Mehrkörpersysteme. Hierfür ist es erforderlich, den Freiheitsgrad des FE-Modells zu redu-zieren. Die Herausforderung besteht darin, ein Modell mit einem minimalen Freiheitsgrad zu erzeugen, wobei das dy-

namische Verhalten der Struktur innerhalb des interessierenden Frequenzbereiches hinreichend gut erhalten bleibt. Hierfür existiert an der Professur das auf MATLAB basierende Werkzeug MORPACK (Model Order Reduc-tion Package). Mit der Weiterentwicklung der Software sind drei Themen für studentische Arbeiten verbunden, die direkt an dieses aktuelle Forschungsthema anknüpfen. Zwei weitere Themen beschäftigen sich mit der Software SIMPACK bzw. SimulationX. MORPACK-ERWEITERUNG FÜR GROßE MODELLE

Effizienzsteigerung der MORPACK-Software hinsicht-lich der Reduktion großer Modelle

Basierend auf der bestehen-den Software MORPACK soll die Effizienz hinsichtlich Mo-dellgröße und Rechenzeit gesteigert und an Beispiel-modellen überprüft werden. Durch bereits implementier-te iterative Reduktionsver-

fahren sollen vorhandene Parallelisierungstechniken und geeignete Speicherplatzausnutzung in MATLAB genutzt werden. Des Weiteren sind Effizienzsteigerungen durch externe C-Bibliotheken und im Datenimport von ANSYS nach MATLAB vorzunehmen. Gute Kenntnisse in MAT-LAB sind dringend erforderlich und ein entsprechendes

Interesse am Programmieren wird vorausgesetzt. Weiterhin sind die FE-Software ANSYS sowie die MKS-Software SIMPACK anzuwenden. Vorkennt-nisse sind wünschenswert, aber nicht zwingend notwendig. OPTIMALE MEHRSCHRITTREDUKTION

Kombination von zwei Reduktionsverfahren und Wahl einer automatischen Zwischendi-mension

Die Effektivität der Modellordnungsreduktion wird maßgeblich durch die Rechenzeit und die Modell-güte bestimmt. Einen Zielkonflikt stellen exakte Verfahren dar, die jedoch viel Rechenzeit benöti-gen. Daher kann es sinnvoll sein, Reduktionsme-

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thoden zu kombinieren, was als Mehrschrittverfahren bezeichnet wird, wobei zunächst auf eine Zwischendi-mension reduziert wird. Die ideale Wahl der Zwischen-dimension ist oft schwierig und soll Ziel dieser Arbeit sein. Basierend auf der bestehenden Software MORPACK soll durch Anwendung geeigneter Verfahren, z.B. EfI (Effective Independance), eine optimale Zwischendi-mension bestimmt werden. Anhand von Fallstudien sollen Rechenzeit und Modellgüte in Abhängigkeit von der Zwischendimension für verschiedene Kombinatio-nen von Reduktionsverfahren ermittelt werden. Ab-schließend ist die Funktionalität an Beispielmodellen zu überprüfen. Gute Kenntnisse in MATLAB sind erforder-lich. Weiterhin sind die FE-Software ANSYS sowie die MKS-Software SIMPACK anzuwenden. Vorkenntnisse sind wünschenswert.

ERWEITERUNG DER REDUKTIONSMETHODEN

Implementierung von Reduktionstechniken mit au-tomatischem Fehlerschätzer

In kommerzieller FE-Soft-ware stehen nur zwei Stan-dard- Reduktionsverfahren zur Verfügung: Guyan Re-

duktion sowie Component Mode Synthesis. Neben die-sen ist eine Vielzahl an alternativen Reduktionsverfahren in MORPACK implementiert. Allerdings haben diese den Nachteil, dass die Modellgüte erst nach der Reduktion mit Hilfe von Korrelationstechniken ermittelt werden kann. Es existieren aber Verfahren, die auf einem auto-matischem Fehlerschätzer beruhen, wodurch die mini-male Modellgüte bereits vor der Reduktion festgelegt werden kann. Die Implementierung eines derartigen Verfahrens ist Ziel der Arbeit. Basierend auf der Software MORPACK soll eine weitere Reduktionsmethode, die Proper Orthogonal Decomposi-tion (POD), implementiert werden, welche auf einer Singulärwertzerlegung basiert. Hierzu ist zunächst das Verfahren theoretisch nachzuvollziehen und anhand von einfachen Erprobungsbeispielen zu testen. In Fallstudien ist die praktische Anwendbarkeit der POD-Reduktion zu untersuchen. Gute Kenntnisse in MATLAB sind erforder-lich. Weiterhin sind die FE-Software ANSYS sowie die MKS-Software SIMPACK anzuwenden. Vorkenntnisse sind wünschenswert.

ELASTISCHE BALKEN UND WELLEN MIT SIMBEAM

Erstellung von elastischen 1D-Modellen in der MKS-Software SIMPACK (SIMBEAM) und Vergleich mit Modellen aus MORPACK

Einfache kontinuierliche Strukturen können in SIM-PACK mit dem Modul SIM-BEAM auch ohne das Vor-handensein eines FE-Modells als elastische 1D-

Körper aus diskreten Abschnitten mit konstantem Querschnitt analytisch gelöst werden. Ziel ist es, die mit SIMBEAM und MORPACK erzeugten elastischen Körper zu vergleichen. Hierfür ist eine einfache Balken- oder Wellenstruktur einerseits in ANSYS aufzubauen und mit MORPACK zu redu-zieren und diese andererseits mit Hilfe von SIM-BEAM zu erstellen. Je nach Umfang ist für einfa-che 1D-Körper ein parametrierbares Skript zu schreiben, das die Verwendung von ANSYS und MORPACK ersetzt. Gute Kenntnisse in der FE-Software ANSYS sowie der MKS-Software SIM-PACK sind dringend erforderlich. Weiterhin sind Grundkenntnisse in MATLAB hilfreich. Vorkennt-nisse sind wünschenswert.

MORPACK-ERWEITERUNG UM EINE SIMULATI-ONX-SCHNITTSTELLE

Implementierung einer Export-Schnittstelle zur CAE-Software SimulationX bzw. zu Modelica

Die vorliegende Software MORPACK soll um eine Schnittstelle zur CAE-Software SimulationX erwei-tert werden. Diese fachüber-greifende Software verfügt über einen Modellblock, um

elastische Körper zu implementieren. Wie alle SimulationX-Modellblöcke basiert dieser auf der objektorientierten Beschreibungssprache Modeli-ca. Ziel ist es, einen universellen „Modelica-Block“ zu generieren und diesen geeignet mit der Software MORPACK zu verknüpfen. Die Schnitt-stelle ist anhand von Beispielmodellen zu über-prüfen. Kenntnisse in MATLAB sowie der FE-Theorie sind dringend erforderlich und ein ent-sprechendes Interesse am Programmieren ist Voraussetzung. Für die Einarbeitung in die Pro-grammiersprache Modelica sowie in die Software SimulationX kann die Studienarbeit zeitweise direkt bei der Firma ITI stattfinden.

SHK: MODEL ORDER REDUCTION PACKAGE (MORPACK)

Das in der Entwicklung befindliche Werkzeug MORPACK (siehe oben) ist hinsichtlich Effizienz als auch Automatisierung zu erweitern. Die SHK soll den Prozess der Modellreduktion durch selbstständige Bearbeitung von Teilaufgaben unterstützen. Fundierte Vorkenntnisse in MAT-LAB sind dringend erforderlich. Kenntnisse in ANSYS, NASTRAN oder SIMPACK sind er-wünscht. Std./Monat: ca. 20, nach Absprache Dauer: mind. 3 Monate, Beginn ab sofort

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FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: MEHRKÖRPERSYSTEME UND FAHRZEUGMODELLIERUNG Ansprechpartner: Dr.-Ing. Volker Quarz, Dipl.-Ing. Claudius Lein, Dipl.-Ing. Alexander Heghmanns, Dipl.-Ing. Sten Urban

Die Modellbildung von Mehrkörpersystemen bildet einen unserer Schwerpunkte in For-schung und Lehre. Im Rahmen laufender Forschungsprojekte werden regelmäßig Themen für Studien- und Diplomarbeiten ausgeschrieben.

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ECHTZEITFÄHIGE MKS-DYNAMIKSIMULATION

Entwicklung und Implementierung eines Echt-zeitmodells für den Einsatz in einem Steuergerät

Im Rahmen einer externen Dissertation wird ein Steuerge-rät mit Funktionalitäten zur Verbesserung der aktiven Si-cherheit entwickelt. Dafür ist ein geeignetes Echtzeitmodell zu entwickeln und als lauffähi-ger C-Code in einem vorhande-nen Steuergerät zu testen.

SCHLUPFREGELUNG - DREHSTROMLOKOMOTIVEN

Gekoppelte Simulation MKS-MATLAB/SIMULINK

Die reale Fahrzeuggeschwindigkeit ist bei den meis-ten Radschlupfregelungen eine notwendige Ein-gangsgröße, die bei heutiger Messtechnik nur unge-nau bereitgestellt und somit nur näherungsweise abgeschätzt wird. Ziel der Arbeit ist die Umsetzung eines vorhandenen Reglungskonzepts, welches aus-schließlich unter Vorgabe von Zug-/Bremskraftsoll-wert und der Drehzahl des Fahrmotors eine optimale Kraftschlussausnutzung bei Vermeidung von Slip-Stick-Schwingungen aufweist. Die Arbeit richtet sich vor allem an Mechatroniker.

FAHRDYNAMISCHER EINFLUSS DER ALTERUNG VON ELASTOMERLAGERN

Aufbau eines MKS-Modells mit Elastomerfedern

In modernen Fahrwerken wird eine Vielzahl von

Elastomerkomponenten eingesetzt. Diese unter-liegen gewissen Alte-rungseffekten, die einen

Einfluss auf das fahrdynamische Verhalten des Fahr-zeugs haben können. Ziel ist es, mit Hilfe eines Mehrkörpersystemmodells eines Schienenfahrzeugs das fahrdynamische Verhal-ten in Abhängigkeit der Alterung von Elastomerfe-dern abzubilden und zu untersuchen. Dabei sollen Aussagen über die Entgleisungssicherheit und den Komfort getroffen werden.

VERGLEICH VON ANSYS CLASSIC UND SIMPACK

Untersuchungen und Vergleichsrechnungen an-hand eines konkreten Bewegungsmodells

Am Lehrstuhl wird die Modellierung und Simulation von spurgeführten Fahrzeugen mit gängigen MKS-Tools durch-geführt. Es ist weiterhin möglich, MKS-Simulationen mit FE-Soft-ware durchzuführen. Anhand eines konkreten spurgeführten Modells sollen die Möglichkeiten

und Beschränkungen der FE-Software ANSYS für transiente MKS-Berechnungen untersucht und die Ergebnisse mit einer Vergleichsrechnung mit SIM-PACK überprüft werden.

SHK: AUFBEREITUNG TECHNISCHER CAD-DATEN

Von Lokomotiven älterer Bauart existieren oft nur alte technische Zeichnungen und Stücklisten zu den einzelnen Bauteilen. Aufgabe der SHK ist es, diese Zeichnung in CAD-Modelle umzusetzen und an-schließend Massen, Massenträgheitsmomente und Schwerpunktlagen von speziellen Baugruppen für die MKS-Modellierung zu bestimmen. Studiengang: Maschinenbau ab dem 4. Semester Std./Monat: ca. 20 bzw. nach Absprache Dauer: 3-6 Monate, Beginn ab sofort

SHK: FAHRDYNAMIKSIMULATION

In modernen Fahrwerken wird eine Vielzahl von Elastomeren verbaut, deren Alterungsverhalten einen Einfluss auf die Fahrdynamik von Schienenfahrzeu-gen haben kann. Im Rahmen einer Industriekoopera-tion soll dieser Einfluss mit Hilfe eines Mehrkörper-systemmodells untersucht werden. Die SHK soll beim Aufbau des Modells helfen und Simulationen durchführen. Eine Kombination mit einer Beleg-/ Studienarbeit ist möglich. Die notwendigen Kennt-nisse werden vermittelt. Studiengang: Mechatronik/ Maschinenbau ab dem 6. Semester Std./Monat: ca. 20 bzw. nach Absprache Dauer: 3-6 Monate, Beginn ab sofort

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FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: ENERGETISCHE ANTRIEBSSTRANGSIMULATION UND -OPTIMIERUNG Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Alexander Heghmanns

Die Simulation und energetische Optimierung von Antriebssträngen und Fahrzeugen ist aufgrund der Forderungen nach Nachhaltigkeit und Umweltschutz in Wirtschaft und Forschung von hoher Bedeutung. An der Professur wer-den energiesparende, neuartige Antriebskonzepte, hybride Antriebsstränge und weitere innovative Maßnahmen für Automobil- und Schienenverkehrsanwendungen untersucht. Ziel ist es, mittels der Simulation belastbare Aus-sagen über die Wirksamkeit von energiesparenden Maßnahmen im realen Betrieb eines Fahrzeugs zu erlangen. RÜCKGEWINNUNG VON ABWÄRMEVERLUSTEN

Die Abwärmeverluste von Dieselmotoren machen bis zu 60 Prozent des gesamten Kraftstoffver-brauchs aus. Diese Wärmeverluste sollen wieder nutzbar gemacht werden.

Im Rahmen des sogenannten HiTEG-Projekts werden zu-sammen mit einer Vielzahl von Industrie- und Hochschulpart-nern Konzepte entwickelt, mit denen die Abwärme von Ver-brennungsmotoren genutzt

werden kann. Bei Interesse bieten wir im Rahmen des Projekts verschiedene Studien- und Diplomarbei-ten für Studenten des Maschinenwesens und der Mechatronik an. Mögliche Schwerpunkte sind:

• Modellierung und Simulation des Rekupera-tionssystems

• Komponentenoptimierung des Rekuperati-onssystems

• Ermittlung von Einsparpotentialen in Abhän-gigkeit von verschiedenen Randbedingungen und bei Betrachtung realer Fahrzyklen

EFFIZIENTE NEBENAGGREGATE

Effizientes Nebenaggregatemanagement für Schienenfahrzeuge

Die Nebenaggregate auf Lokomotiven (dies sind z.B. Fahrmotorlüfter, Klimageräte, Stromrichter, …) sind für einen großen Anteil des Energieverbrauchs im

Betrieb verantwortlich. Stand der Technik ist eine Ad-hoc-Steuerung der einzelnen Aggrega-te ohne energiesparen-de Maßnahmen oder Ausnutzung von Re-dundanzen. Ziel dieses

Projekts ist es, eine intelligente Steuerung des Ne-benaggregate-Netzwerks zu entwerfen und mittels Messung und Simulation die Einsparpotentiale im realen Betrieb aufzudecken. Bei Interesse bieten wir Studienarbeiten sowie SHK-Stellen im Rahmen des Projekts an.

SHK: ANTRIEBSSTRANGSIMULATION UND –OPTIMIERUNG

In Zusammenarbeit mit unserem Industriepartner Bombardier Transportation (BT) werden innovative Antriebsstrangkonzepte erprobt, die den Energiever-brauch von Schienenfahrzeugen reduzieren können. Die SHK soll bei der Recherche, Simulation und Be-wertung dieser Maßnahmen mithelfen, wobei der genaue Aufgabenumfang je nach Interessenlage variiert werden kann. Eine Kombination mit einer Beleg-/ Studienarbeit ist möglich. Die notwendigen Kenntnisse werden vermittelt. Studiengang: Mechatronik/ Elektrotechnik/ Maschi-nenbau ab dem 6. Semester Std./Monat: ca. 20 bzw. nach Absprache Dauer: 3-6 Monate, Beginn ab sofort

FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: RAD-/ SCHIENE- KONTAKT Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Sten Urban

Neben dem Energieverbrauch und der Zugkraftausnutzung ist die Reprofilierungsrate der Räder ein wichtiger Fak-tor für die Wirtschaftlichkeit eines Schienentriebfahrzeugs. Speziell unter extremen Winterbedingungen wird in der Praxis ein signifikant erhöhter Radverschleiß beobachtet. Die Identifizierung der verschleißtreibenden Mechanis-men im Rad-/ Schiene- Kontakt unter subarktischen Bedingungen ist Ziel des Projekts iceWEAR. THERMISCHE BRECHNUNG DES RAD-/SCHIENE-KONTAKTS MITTELS FEM

„Arbitrary Lagrangian-Eulerian“ (ALE) - Ansatz

Eine große Problematik bei der Modellierung des Rad-/ Schiene- Kontakts mittels FEM ist die Vernet-zung der Rad- und Schienenoberfläche. Lokal hohe Gradienten der Spannungen und Temperaturen er-

fordern eine sehr kleine Ele-mentgröße in Bezug auf die Abmessungen des Gesamt-systems. Beim ALE-Ansatz wird den bewegten Körpern ein FE-Netz zugeordnet, das nicht deren Bewegung folgt. In der studentischen Arbeit ist

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die thermische Analyse des Rad-/ Schiene- Kontakts mit Hilfe des ALE-Ansatzes umzusetzen. Als Grund-lage dient hierzu eine bereits umgesetzte Arbeit für die Modalanalyse des Rad- Schiene- Systems. RAD-SCHIENE-KONTKATMODELL IN SIMPACK

Implementierung eines User-Kontaktmodells

Für das Rad-/ Schiene- Verhal-ten unter trockenen Bedingun-gen existieren eine Vielzahl von etablierten Kontaktmodel-len. Die MKS-Software SIM-

PACK bietet mit ihrem Rad-/ Schiene- Modul die Möglichkeit, die verschiedenen Theorien zu verwen-den oder eigene Rad- Schiene- Kontaktmodelle über User-Routinen zu implementieren. In einer studenti-schen Arbeit ist sind die Möglichkeiten der User-Schnittstelle zu untersuchen, ein vorgegebenes Kon-taktmodell zu implementieren und dieses mit den SIMPACK- Kontaktmodellen zu vergleichen.

EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER TEMPERA-TURENTWICKLUNG IM RAD-/ SCHIENE- KONTAKT

Thermographische Untersuchungen

Die Thermographie wurde bis-her nur für qualitative Aussa-gen zur Spurkranzanlauferken-nung und Detektion von erhöh-tem Schlupf/ Rollieren verwen-det. Auf Grund der sehr unter-

schiedlichen Emissionsgrade im Bild ist keine exakte Messung der Temperatur in der Nähe des Rad-/ Schiene- Kontakts bestimmbar. Ausgehend von den bisherigen Vorarbeiten in der Literatur soll dieses Messprinzip für die quantitative Auswertung erwei-tert werden. Dabei ist eine spezielle Kalibrierungs-strategie zur Bestimmung eines Feldes für den Emissionsgrad anzuwenden und anschließend die Temperaturmessung an geeigneten Experimenten oder Simulationen abzugleichen.

FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: ROTORDYNAMIK Ansprechpartner: Dr.-Ing. Zhirong Wang

Die Rotordynamik ist eine der wichtigsten Disziplinen im Entwicklungsprozess von Maschinen mit rotierenden Bauteilen. Der erfolgreiche Betrieb leistungsfähiger Maschinen wie Turbinen, Generatoren, Pumpen, Motoren usw. steht und fällt mit deren rotordynamischer Auslegung. Ebenfalls unersetzlich ist die Rotordynamik für die Analyse von Schwingungsproblemen oder von Rotor- und Strukturschäden. Beispielweise treten gefährliche Dreh-schwingungen in drehelastischen Wellensystemen auf, wenn diese durch schwankende Torsionsmomente ange-regt werden, oder wenn die Steifigkeit und das Dämpfungsverhalten der Kupplung des Antriebstranges ständig variieren. Obwohl die elastische Ausgleichskupplung von Maschinenanlagen und Fahrzeugen vielfältige Verwen-dung findet, sind die Erkenntnisse über deren Steifigkeit und Dämpfungsverhalten bei Fehlausrichtung relativ be-grenzt. KONZEPT FÜR EIN ROTORDYNAMISCHES MODELL

Lehrversuch für das Modul „Höhere Dynamik“

Für ein am Lehrstuhl Dynamik und Mecha-nismentechnik existie-rendes rotordynami-sches Modell soll für das Modul „Höhere Dynamik“ im Rahmen eines Großen Beleges ein Versuch konzipiert

werden. Im Versuch sollen unter anderem rotordy-namische Grundbegriffe (Laval- Läufer, Wellendurch-stoßpunkt, Orbit …), das Gleich-/ Gegenlaufverhal-ten, das Resonanzverhalten und der Einfluss der Lagerung (Gleitlager/ Wälzlager) auf das Schwin-gungsverhalten verdeutlicht werden. Teile des Versuchs sollen durch die Präsentation der Ergebnisse vorhandener Simulationsmodelle (AN-SYS, MATLAB) unterstützt werden.

EINFLUSS DER FEHLAUSRICHTUNG EINER KLAU-ENKUPPLUNG AUF DIE ROTORDYNAMIK

Messungen und Simulation

An einem steifen (quasi-starren) Rotor- Prüfstand sind die Möglichkeiten zur Detektion und Interpretati-on von Montagefehlern einer Klauenkupplung durch Schwingungsmes-

sungen an den Rotorlagerungen zu untersuchen. Verschiedene Fehlausrichtungen und deren Einflüsse sind zusätzlich mittels eines numerischen Simulati-onsmodelles mit der Software SimulationX von ITI zu analysieren und zu separieren. Für spezielle Elemen-te der Klauenkupplung sind dabei Modelle zu entwi-ckeln, die deren Übertragungsverhalten unter Be-rücksichtigung der Fehlergrößen beschreiben. Hauptzielstellung ist die Erfassung der Fehlausrich-tungen wie Winkel- und Querversatz der Klauenkupp-lung sowie Spiel und Teilungsfehler zwischen den Kupplungshälften.

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FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: MESSTECHNIK, MESSWERTVERARBEITUNG UND DIAGNOSTIK Ansprechpartner: Dr.-Ing. Zhirong Wang, Dr.-Ing. habil. Michael Scheffler Der Betrieb von Maschinen erfordert eine Reihe von Maßnahmen zur Überwachung und Aufrechterhaltung des Betriebs. Dabei beschäftigt man sich mit der Frage, wie man von außen, ohne Störung des Betriebs, sozusagen über das Schwingungsbild, in die Maschine hineinhorchen, ihren aktuellen Laufzustand beurteilen, Schwingungen feinfühlig im Hinblick auf sich anbahnende Fehler deuten kann. Welche Hilfsmittel für Messung, Analyse und Nachauswertung und Interpretation stehen zur Verfügung? Die Methodik und Methoden der Schwingungsmes-sung, Messdatenverarbeitung sowie der anschließenden Diagnostik für die Maschinen und Anlagen bilden den Forschungsschwerpunkt. ANWENDUNGEN DER SCADASII

Frontend zur Messdatenerfassung eines dynami-schen Modells

Das Frontend SCADAS besitzt vielseitige Fähigkei-ten zur Datenerfassung und Signalaufbereitung. Es ist sehr gut geeignet zur Mes-sung von Schwingungssig-nalen und soll zur Messung des Schwingungsverhal-

tens einer Phaeton-Autokarosserie eingesetzt wer-den. Dabei werden Beschleunigungs- und Kraftsigna-le gemessen und zur weiteren Verarbeitung vorberei-tet. Das Frontend besitzt eine GPIB- (IEEE-488.2) Schnittstelle und kann vom Rechner direkt gesteuert werden. Die Implementierung aller Analysewerkzeu-ge soll in LabVIEW oder MATLAB durchgeführt wer-den. Sowohl die messtechnische Erfassung als auch die anschließende Analyse von mechanischen Schwingungen werden Bestandteil der Arbeit sein.

ANWENDUNG DER HILBERT-TRANSFORMATION IN DER SCHWINGUNGSDIAGNOSE UNTER BERÜCK-SICHTIGUNG DER NICHT-STATIONÄREN UND NICHTLINEAREN EIGENSCHAFTEN

Maschinendiagnostik mit der HVD-Methode

Die Anwendung der Hilbert-Transformation

(HT) ist ein relativ jun-ges Gebiet im Ver-gleich zu anderen Ana-lyse-Methoden wie

Fourier-Transformation und Wavelet-Zerlegung. Die HT findet heute zunehmend Anwendung in der Schwingungsdiagnostik bei der Analyse realer Signa-le, die am häufigsten nicht-linear und nicht-stationär sind. Mittels Hilbert Vibration Decomposition (HVD) können nicht-lineare und nicht-stationäre Signale in eine Reihe einfacher Komponenten (sogenannte intrinsische Mode-Funktion (IWF)) zerlegt werden. Anhand von Simulationen mit idealisierten Signalen und anhand praktischer Versuche an einem Prüfstand wird die HVD-Methode auf der Basis der Hilbert-

Transformation auf ihre Anwendbarkeit in der Ma-schinendiagnose untersucht. Es soll gezeigt werden, dass mit dieser Methode Körperschallsignale aus Maschinen getrennt werden können und so ein Fort-schritt in der Schwingungsdiagnose erzielbar ist.

DIAGNOSE VON ZAHNFLANKENSCHÄDEN IN WIND-KRAFTANLAGEN-GETRIEBEN

Untersuchung des strukturmechanischen Über-tragungsverhaltens komplizierter Bauteilketten

Die Erfassung der Schwingungsmessdaten erfolgt an einer WKA prinzipbedingt entfernt vom Anregungs-ort. Die Messsignale werden dabei durch die ver-schiedenen zwischenliegenden Bauteile in unter-schiedlicher Qualität übertragen. Ist das Übertra-gungsverhalten der gesamten Messkette bekannt, kann das Signal vor der Auswertung entsprechend bereinigt werden. Bisher existieren lediglich gesi-cherte Erkenntnisse über das Verhalten bestimmter Sensorankopplungsarten. Um die Kenntnis über den Informationsgehalt der Messsignale zu schärfen, soll das strukturmechanische Übertragungsverhalten komplexer Bauteilketten untersucht werden. Ziel ist die Formulierung von Korrekturfunktionen für die in der Praxis typischen Messorte und ihre Bewertung.

SHK: SOFTWARE TESTEN UND DOKUMENTATION AKTUALISIEREN/ AUSARBEITEN

ProCal ist ein vielseitiges Softwaresystem zur Kalib-rierung von Schwingungsaufnehmern und zur Daten-verwaltung. Das in Zusammenarbeit mit dem DKD-Kalibrierlaboratorium (Kistler; DKD= Deutscher Kalib-rierdienst) entstandene System wurde in den letzten 10 Jahren von verschiedenen Kalibrierlaboratorien ständig weiterentwickelt. Wegen des Updatens auf Windows 7 (evtl. Windows 8) und Microsoft Office 2010 soll das Programm intensiv getestet werden. Zusätzlich sind die Bedienungsanleitung und die On-line-Hilfe zu erweitern bzw. auszuarbeiten. Kenntnis-se in der Programmierung sind von Vorteil. Std./Monat: nach Absprache Dauer: nach Absprache, Beginn ab sofort

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FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: MULTISENSORIELLE ERFASSUNG DES DYNAMISCHEN LICHTRAUMBEDARFS VON SCHIENENFAHRZEUGEN SOWIE DER GLEISLAGEGEOMETRIE. Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Christian Telke

Im Rahmen eines Fahrzeugentwicklungszyklus stehen wiederkehrende Standard-messaufgaben an. Viele dieser Messaufgaben müssen bereits in einer sehr frühen Projekt- bzw. Angebotsphase durchgeführt werden. Im besonderen Fokus steht dabei zum einen die Erfassung der Gleislage sowie deren Störung und zum anderen die Erfassung des zur Verfügung stehenden Lichtraumes. Beide Größen haben einen wesentlichen Einfluss auf den Fahrzeugentwicklungsprozess. Die Gleislage und deren Störung beeinflussen maßgeblich den Radsatzverschleiß sowie den Fahr-komfort. Der verfügbare Lichtraum innerhalb der Zielinfrastruktur bestimmt weitestgehend die geometrischen Abmessungen der einzusetzenden Bahn. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes soll ein universelles Messsys-tem zur Durchführung der o.g. Messaufgaben entwickelt werden. ENTWICKLUNG EINES MESSSYSTEMTRÄGERS ZUR ERFASSUNG DER GLEISLAGESTÖRUNG IM REGU-LÄREN LINIENBETRIEB

Konstruktion und MKS-Analyse eines Messsys-temträgers

Die Erfassung der Gleisla-ge und deren Störung gehen bei der Durchfüh-rung der Messaufgabe mit erheblichen Einschränkun-gen für den regulären Li-nienbetrieb im Schienen-netz einher. Oft werden

Messsysteme eingesetzt, die durch speziell geschul-te Mitarbeiter per Hand durch das zu vermessende Gleisnetz manövriert werden. Dieser Umstand soll durch die Entwicklung eines Messsystemträgers, welcher im regulären Linienbetrieb an einer beste-henden Bahn angebracht werden kann, stark verein-facht werden. Im Rahmen der angebotenen Arbeit ist ein Messsystemträger zu konstruieren und mittels MKS-Simulation mit realen Gleislagedaten sein dy-namisches Verhalten hinsichtlich der Entgleisungssi-cherheit zu untersuchen.

ADAPTIVE UND OPTIMALE SCHÄTZUNG DER GLEIS-LAGE-GEOMETRIE UND DES FAHRZEUGZUSTANDS-VEKTORS AUS SENSORROHDATEN

Implementierung eines Verfahrens zur optimalen Schätzung des Fahrzeugzustandes und der Gleis-lage

Die Erfassung des Fahr-zeugzustandsvektors und der Gleislagegeometrie ist eine wesentliche Grundlage für die Be-rechnung des dynami-schen Lichtraumbedarfs

von Schienenfahrzeugen. Im Zuge dieser Arbeit soll zunächst ein Konzept erarbeitet werden, welches die zu messenden Größen für die Gleislage- und Zu-

standsvektorrekonstruktion determiniert. Weiterhin sollen die Einflüsse der Messabweichungen auf das eigentliche Messergebnis durch geeignete Schätz-verfahren und Fusionsalgorithmen auf ein Minimum reduziert werden

SHK: BERECHNEN DER INTRINSISCHEN PARAME-TER DER KAMERA „MICROSOFT KINECT 1“ UND ERFASSEN DER MESSABWEICHUNG DES TIEFEN-SENSORS

Für die Erfassung des dynamischen Lichtraumes von Schienenfahrzeugen soll das Potenzial von 3D-Kamerasystemen, wie z.B. der „Microsoft KINECT“, untersucht werden. Für eine fundierte Aussage über die Eignung des Sensors sind die intrinsischen Ka-meraparameter unerlässlich. Implementiert werden soll ein Verfahren zur Erfassung genau dieser Kame-raparameter in MATLAB. Dafür stehen innerhalb von MATLAB die Image-Processing- und die Computer-Vision-System-Toolbox zur Verfügung. Studiengang: Mechatronik/ Elektrotechnik Std./Monat: ca. 20, nach Absprache Dauer: 3-6 Monate, Beginn ab sofort

SHK: ENTWICKLUNG EINES ALGORITHMUS ZUR ENTZERRUNG VON DIGITALEN BILDERN

Bei bildgebenden Verfahren, wie sie in einer digitalen Kamera implementiert sind, kommt es durch das Übertragungsverhalten der Optik zu einer Faltung des Ergebnisbildes mit genau diesem Übertragungs-verhältnis (Verzerrung). Im Rahmen dieser SHK-Stelle soll ein Algorithmus in MATLAB implementiert wer-den, welcher es ermöglicht, das verzerrte Bild mit Hilfe der Kameraparameter zu entzerren. Dabei ste-hen diverse Algorithmen bereits in OpenCV zur Ver-fügung. Diese müssen lediglich durch eine Schnitt-stelle zu MATLAB in selbiges eingebunden werden. Studiengang: Mechatronik/ Elektrotechnik Std./Monat: ca. 20, nach Absprache Dauer: 3-6 Monate, Beginn ab sofort

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SHK: IMPLEMENTIERUNG VON SCHNITTSTELLEN VON C++ NACH MATLAB FÜR DIE POINT-CLOUD-LIBRARY (PCL) UND OPENCV

Bei der Erfassung der Umwelt mit 3D-Kameras kommt es im Rahmen eines Forschungsprojektes zur Anwendung der PCL-Library. Diese ist in C++ im-plementiert, um die enormen Datenmengen mit entsprechender Geschwindigkeit zu verarbeiten. Für

die eigentliche Erfassung und für die fundierte Aus-wertung der Umfelddaten ist diese Bibliothek uner-lässlich, so dass eine Schnittstelle implementiert werden muss, welche die Bibliothek in MATLAB verfügbar macht. Studiengang: Mechatronik/ Elektrotechnik Std./Monat: ca. 20, nach Absprache Dauer: 6 Monate, Beginn ab sofort

FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: AKUSTIK Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Johannes Stier u.a.

Lärm stellt heutzutage ein wesentliches (gesundheitliches) Problem dar. Lärmursachen lassen sich in vielen Berei-chen finden, z.B. Verkehrs- oder Maschinenlärm. Aufgrund des hohen Verkehrsaufkommens auf der Schiene zählt dieser Verkehrsträger zu den Hauptlärmquellen, insbesondere Güterzüge. Gegenwärtig existieren viele Bestrebun-gen zur Reduzierung dieses Lärms. Um effektive Maßnahmen ergreifen zu können, müssen die Lärmquellen be-kannt sein. Ein Weg besteht in der Schallquellenlokalisierung durch Vorbeifahrtmessungen mit einem Mikro-fonarray. Durch anschließende Auswertung mit einem Beamforming-Algorithmus werden die Schallquellen in einer Schallpegelkartierung sichtbar. Das hierfür an der Professur vorhandene Mikrofonarray wird stetig weiterentwi-ckelt, um bestmögliche Ergebnisse erzielen zu können.

LINIENARRAY FÜR AKUSTISCHE VORBEIFAHRT-MESSUNGEN

Untersuchung und Realisierung eines Linien-arrays für die Lokalisierung von Schallquellen auf vorbeifahrenden Zügen

Die Professur besitzt ein Mikro-fonarray, mit dem Schallquellen auf Objekten in Vorbeifahrt-messungen lokalisiert werden können. Die geometrische An-ordnung der Mikrofone ist vari-ierbar und beeinflusst die

Messqualität erheblich. Für diese Messungen soll ein Linienarray speziell für die Anwendung im Güterver-kehr aufgebaut und getestet werden.

KONZEPTION EINES MIKROFONARRAYS

Messtechnische und konstruktive Konzeption, Aufbau und Inbetriebnahme eines Mikrofonarrays für Vorbeifahrtmessungen

Im Zuge der Weiterentwicklung eines vorhandenen Mikrofonarrays soll eine Neuanschaffung der (messtechnischen) Hardware vor-genommen werden. Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Neukonzeption des Mikrofonarrays entsprechend der Anforderungen für Vorbei-fahrtmessungen. Nach einer Re-

cherche zu kommerziellen Systemen soll den Anfor-derungen entsprechend die Entscheidung für den Kauf oder die Entwicklung einer eigenen Umsetzung mit verschiedenen Mikrofonarraygeometrien für die Anordnung der Mikrofone getroffen werden. Das neu gestaltete Messsystem ist durch Messungen im realen Betrieb abschließend zu testen.

SYNCHRONISIERUNG VON BILD UND TON

Synchronisierungsverfahren für Mikrofonarray-messungen mit Videoaufnahmen

Zur eindeutigen Identifikation von Schallquellen aus den Schallpegelkartierungen wird wäh-rend der Messung der vorbeifahrende Zug mit einer Videokamera gefilmt. Bei der Auswertung der Messungen wird der Videofilm durch ein spezielles Pro-gramm so ausgewertet, dass ein Bild des gesamten Zuges entsteht. Durch

anschließende Überlagerung der Schallpegelkartie-rung und des Zugbildes lassen sich die georteten Schallquellen identifizieren. Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung eines Verfahrens, durch welches die momentan händische Überlagerung automatisiert werden kann. Hierzu ist zunächst die bestehende Mikrofonarraymesstechnik durch entsprechende Komponenten zu ergänzen. Weiterhin sollen auf Grundlage der zusätzlichen Messdaten die Bilder überlagert werden. Eine wichtige Rolle spielt hierbei die Bestimmung des Maßstabes im Zugbild für die verwendeten Kameraeinstellungen.

SHK: VERGLEICH- MIKROFONARRAYMESSUNGEN

Durch verschiedene Messungen mit dem Mikro-fonarray ist an der Professur mittlerweile eine Viel-zahl an Messdaten vorhanden. Diese sollen zunächst hinsichtlich ihrer Qualität eingehend geprüft werden. Weiterhin sollen Messungen innerhalb einer Mess-kampagne miteinander verglichen werden. Studiengang: Maschinenbau/ Mechatronik/ Elektro-technik Voraussetzung: Grundlagen der Akustik, gute Kennt-nisse in MATLAB Std./Monat: ca. 20, nach Absprache Dauer: 6 Monate, Beginn ab sofort

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FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: ROLLGERÄUSCHMINDERUNG Ansprechpartner: Dr.-Ing. Volker Quarz

Die Reduktion des Schienenverkehrslärms hat aktuell hohe Bedeutung, da die gesetzlichen Vorschriften zur Schallemission von Fahrzeugen in den nächsten Jahren deutlich verschärft werden sollen und Anwohner an stark frequentierten Strecken z.T. hohen Lärmbelastun-gen ausgesetzt sind. An der Professur wird zur Rollgeräuschminderung von Schienenfahr-zeugradsätzen geforscht. Derzeit stehen die Anwendung und Weiterentwicklung der im Rahmen des Forschungsprojektes LZarG („Leiser Zug auf realem Gleis“) entwickelten Berechnungsmethoden im Vordergrund. RECHNERISCHE PROGNOSE DER WIRKUNG VON REIBUNGSABSORBERN

Anwendung und experimentelle Validierung eines Absorbermodells

Eine Möglichkeit, die Schallabstrahlung von Eisen-bahnrädern zu mindern, ist die Verwendung von akustischen Reibungsdämpfern. Die Mo-dellierung dieser Dämp-fungswirkung stellt mit ihrer Nichtlinearität eine Herausfor-

derung dar. In einer vorangegangenen Belegarbeit wurde ein Reibkontaktmodell in MATLAB implemen-tiert. In dieser Arbeit soll das Modell auf das Beispiel eines reibringgedämpften Eisenbahnrades angewen-det und das Simulationsergebnis mit vorliegenden Messergebnissen verglichen werden.

VERGLEICH GEMESSENER SCHALLABSTRAHLUN-GEN MIT SIMULATIONSERGEBNISSEN EINES PROGNOSEWERKZEUGS

Nachrechnung gemessener Schallabstrahlungen-eines Güterwagenradsatzes

Für einen Güterwagenradsatz liegen Ergebnisse von Mess-fahrten vor, die genutzt wer-den sollen, um ein

im Rahmen einer Dissertation entwickeltes Prognosewerk-zeug für die akustische Bewertung von Radsätzen zu validieren. Unter Verwendung der gemessenen Rauheiten soll mit dem Werkzeug die Schallabstrahlung des

Radsatzes rechnerisch ermittelt und mit den Messergebnissen verglichen werden.

FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: THERMOELASTISCHES VERHALTEN VON WERK-ZEUGMASCHINEN Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Marian Partzsch

Die Professur für Dynamik und Mechanismentechnik ist innerhalb des SFB/TR96 „Thermoenergetische Gestaltung von Werkzeugmaschinen (WZM)“ in das zentrale Teilprojekt A05 involviert, das die Aufgabe hat, eine prozessaktu-elle Simulation des gesamten WZM-Abbildes zu ermöglichen. Um dafür auch die prozessaktuellen Positionen der WZM-Baugruppen zueinander berücksichtigen zu können, wird zunächst daran geforscht, wie FE-Modelle, welche bewegliche Teilsysteme enthalten, generell simuliert werden können. THERMISCHE BERECHNUNG GÄNGIGER PROFIL-SCHIENENFÜHRUNGEN (PSF)

Aufbau eines parametergesteuerten FE-Modells

Ausgangspunkt der Arbeit ist ein rechenfähiges FE-Modell in der Software-Umgebung ANSYS, das das thermische Verhalten einer Beispielprofilschie-nenführung abbildet. Zur

Vorbereitung umfangreicher Studien über den Ein-fluss der konstruktiven Parameter der PSF soll das Modell in eine über diese Parameter steuerbare Form überführt werden. Nach einer Recherche, wel-che konstruktiven Eigenschaften die gängigsten PSF auf dem Markt besitzen, sind diese anschließend im Quellcode des Modells entsprechend anzupassen.

SHK: THERMISCHE SIMULATION VON WERKZEUG-MASCHINENKOMPONENTEN UND VERGLEICH MIT EXPERIMENTELL ERFASSTEN DATEN

Bisher wurden mehrere FE-Modelle einiger Werk-zeugmaschinenkomponenten erstellt. In Zusammen-arbeit mit der RWTH Aachen, an welcher ein ent-sprechender Prüfstand aufgebaut wurde, soll deren Abgleich sowie die Validierung erfolgen. Die Arbeiten bieten dem Studenten die Gelegenheit der Mitarbeit in einem Forschungsgroßprojekt sowie der intensi-ven Beschäftigung mit den Softwareumgebungen ANSYS und MATLAB. Eine Weiterführung der The-matik in einer Studien- oder Diplomarbeit ist denkbar. Studiengang: Maschinenbau / Mechatronik Std./Monat: ca. 20 bzw. nach Absprache Dauer: 4 Monate, Beginn ab August 2013

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FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: MESS- UND DIAGNOSETECHNIK VON SCHIE-NENFAHRZEUGEN Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Gunther Dürrschmidt

Seit Anfang 2009 verkehrt im Netz der Dresdner Verkehrsbetriebe eine Messstraßenbahn, welche kontinuierlich mechanische, elekt-rische und thermische Daten im täglichen Fahrgastbetrieb auf-zeichnet, die an der Professur ausgewertet werden. Ausgehend von diesem Projekt, einer Kooperation mit Verkehrsbetrieben, Fahr-zeughersteller und Messtechnikfirmen, wurde in den letzten Jahren an der Professur für Fahrzeugmodellierung und –simulation der neue Forschungsschwerpunkt für Mess- und Diagnosetechnik von Schienenfahrzeugen aufgebaut, der an der Professur für Dynamik und Mechanismentechnik weiterentwickelt wird. FAHRKOMFORT BEI STRAßENBAHNEN

Untersuchung von Einflussfaktoren auf den Fahr-komfort unter Nutzung von Messdaten der Mess-straßenbahn Dresden

Das Komfortempfinden von Fahrgästen wird durch unterschiedliche Größen wie Beschleunigungen und Schwingungen beeinflusst und spielt für Betreiber im Bahn- und Nahverkehrsbereich eine immer größere Rolle. Unter Nutzung existierender Publikationen soll zusammengetragen werden, welche Einflussgrößen für den Fahrgast von besonderer Bedeutung sind und in welchen Fahrsituationen diese am häufigsten auf-treten. Es stehen Daten der Dresdner Messstraßen-bahn für eine Komfortanalyse für beispielhafte Linien oder Linienabschnitte zur Verfügung.

UNTERSUCHUNG FAHRDYNAMISCHER EIGEN-SCHAFTEN GUMMIGEFEDERTER RADREIFEN

Vergleich und Beurteilung unterschiedlicher Rad-typen mit und ohne gummigefederte Radreifen

Zur Steigerung des Fahr-komforts und der Verringe-rung der dynamischen Belastung der Fahrwerks-elemente von Schienen-fahrzeugen werden heute sehr oft Räder mit Dämp-fungselementen aus Gum-mi zwischen Radreifen und

Rad verwendet. Im Rahmen der Arbeit sollen die Besonderheiten derartiger Räder hinsichtlich Fahr-komfort, Schwingungsverhalten und der dynami-schen Stabilität beurteilt werden. Außerdem ist der Einfluss der durch Walkvorgänge zwischen Radreifen

und Radkörper absorbierten Energie auf den Fahrwi-derstand des Fahrzeugs zu untersuchen.

DATENSCHNITTSTELLEN FÜR FAHRDYNAMISCHE PROZESSE

Zusammenführung von streckenbezogenen und fahrzeugbezogenen Daten aus unterschiedlichen Quellen für die Nutzung in einer Simulation

Fahrdynamische Pro-zesse von Schienen-fahrzeugen werden von einer großen Anzahl unterschiedli-cher Faktoren beein-flusst, die oft in ver-schiedenen Teilmo-dellen abgebildet werden. Für die Durchführung von Fahrdynamiksimulati-

onen ist es jedoch notwendig, eine gemeinsame Schnittstelle für die unterschiedlichen Modelle zu schaffen und in eine hierfür geeignete Simulations-umgebung, welche im Rahmen der Arbeit zu ermit-teln ist, einzubinden.

SENSORAUSFALLDIAGNOSE

Entwicklung eines Diagnosewerkzeugs zur Erken-nung von Sensorausfällen bei der Messstraßen-bahn Dresden

Automatisch arbei-tende Messsysteme wie die Dresdner Messstraßenbahn weisen das Problem auf, dass Ausfälle von Teilsystemen und Sensoren oft erst sehr spät und zufällig entdeckt werden. Um den Datenver-lust im Fehlerfall zu verkleinern, ist der Einsatz auto-matisierter Diagnosewerkzeuge sinnvoll. Dabei be-steht die Herausforderung darin, Fehlfunktionen von außergewöhnlichen Betriebssituationen zu unter-scheiden und korrekt zu diagnostizieren.

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FORSCHUNGSSCHWERPUNKT: HÖR- UND STIMMFORSCHUNG Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. habil. Rolf Schmidt

Das Verständnis über die Funktionsweise des auditorischen Systems von Mensch und Tier setzt grundlegendes Wissen über die Mechanik und Elektrophysiologie biologischer Strukturen voraus. Neben experimenteller Tätigkeit sind auch mathematisch-physikalisch motivierte theoretische Überlegungen, gepaart mit geeigneten Simulations-methoden, für einen Erkenntnisgewinn äußerst hilfreich. Im Rahmen einer Interdisziplinären Projektarbeit können vielseitig interessierte Studierende einzelne Teilaufgaben bearbeiten. Die konkrete Darlegung der Teilaufgaben erfordert eine gesonderte Konsultation. Die Betreuung erfolgt in einem Team aus Strukturmechanikern, Hörfor-schern und Fachpersonal der HNO-Klinik Dresden. Weitere Ansprechpartner sind deshalb auch Herr Dipl.-Ing. Ma-rio Fleischer (mario.fleischer@tu-dresden.de, Tel. 0351-458 2586) und Herr Dipl.-Ing. Matthias Bornitz (matthias.bornitz@tu-dresden.de, Tel. 0351-458 12025) von der HNO-Klinik der Medizinischen Fakultät. VISKOELASTISCHES USERELEMENT FÜR BIOMATE-RIAL

Programmierung und Testung eines ANSYS-Tetraederelementes zur anisotropen Viskoelastizi-tät

Die FE-Software ANSYS und die dort verfügbare Elementbiblio-thek decken vorrangig die Simu-lationsanforderungen der klassi-schen Ingenieurwissenschaften ab. Im Gegensatz zu technischen Konstruktionen stellt die Simula-

tion biologischer Strukturen insbesondere im Hals-Nasen-Ohren-Bereich mittels der Finiten- Elemente- Methode weitergehende Anforderungen. Gegen-stand und Ziel ist deshalb eine Finite-Elemente-Formulierung der anisotropen Viskoelastizität für Tetraederelemente. Es kann auf Erfahrungen mit dem FE-Code für Hexaederelemente zurückgegriffen werden. Arbeitsschritte sind die Implementierung in ANSYS (Programmierung in FORTRAN90, wahlweise auch FORTRAN77) und Testung. Die Robustheit und Genauigkeit soll durch Vergleich mit numerischen und analytischen Testbeispielen nachgewiesen wer-den. Gute Kenntnisse in numerischen Methoden, der

angewandten Mechanik und Interesse an der Pro-grammierung sind wichtige Voraussetzungen.

FE-MODELL DES VOKALTRAKTES DES MENSCHEN AUS MRT-DATEN

Erstellung eines Simulationsmodells

Im Rahmen von Untersuchungen zur professionellen Stimme (Sänger, Sprecher) soll ein Simu-lationsmodell des menschlichen Vokaltrakts (Luftröhre, Rachen-raum, Mund- und Nasenhöhle) erstellt werden. Mit Hilfe des Modells sollen Zusammenhänge zwischen anatomischen und funktionellen Parametern des

Vokaltraktes untersucht werden. In der Belegarbeit sind FE-Modelle und Berechnungen des Übertra-gungsfrequenzganges des Vokaltraktes für verschie-dene Konfigurationen (Vokalbildung, Sängerformant, pathologische Veränderungen) durchzuführen. Die Untersuchungen laufen in Kooperation mit dem Stu-dio für Stimmforschung der Hochschule für Musik Dresden. Die Betreuung erfolgt in einem Team aus Strukturmechanikern und Fachpersonal der HNO-Klinik Dresden.

SCHWERPUNKT LEHRE UND WEITERE THEMENGEBIETE Ansprechpartner: siehe Angebot

Neben den Angeboten zu unseren aktuellen Forschungsprojekten bieten wir zusätzlich studentische Arbeiten und SHK-Stellen zu Fragestellungen und Aufgaben in der Lehre an. Die Themen sind auf Grund der vielfältigen Fächer sehr breit aufgestellt und bieten eine ideale Möglichkeit, sich in einzelne Fächer zu vertiefen.

SIMULATION TRANSIENTER SCHWINGUNGEN BEI SAITENINSTRUMENTEN

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. habil. Rolf Schmidt, Dipl.-Ing. Sten Urban

Ein grundlegendes Pro-blem der Ausführung von Zupfinstrumenten, speziell von Lauten, ist die Beherrschung der Wechselwirkungen zwi-

schen dem Instrument und den einzelnen Saiten. Die Kopplung zwischen der Strukturdynamik des Instrumentes und den Schwingungen einer Saite unter Berücksichtigung der Luft und vielfältiger konstruktiver Details ist komplex und kaum beherrschbar. Im Rahmen dieser Graduierungsarbeit soll deshalb ein stark vereinfachtes Instrument - ein bereits vorliegender Demonstrator – mit einem vorhandenen Simulationsprozess, bestehend aus ANSYS und MAPLE, analysiert werden.

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IMPLEMENTIERUNG UND ANWENDUNG DES APPLI-CATION CUSTOMIZATION TOOLKIT IN ANSYS

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Daniel Kreuter

Das Application Customization

Toolkit (ACT) bietet die Mög-lichkeit, Skripte in die ANSYS-

Workbench-Umgebung einzubinden und auch für andere Nutzer effektiv zugänglich zu machen. Es soll hier ein Beispiel erstellt werden, mit dem ein Vorge-hensvorschlag zur allgemeinen Erstellung von ACTs erarbeitet wird.

SHK: ERSTELLEN VON VORLESUNGSUNTERLAGEN

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Volker Quarz / Dipl.-Ing. Claudius Lein

Basierend auf Skizzen und handschriftlichen Ausar-beitungen sollen Grafiken, Texte und Formelwerke sowie Berechnungsbeispiele für Präsentationsunter-lagen und Skripte für Lehrveranstaltungen erstellt und erweitert werden. Studiengang: Maschinenbau / Mechatronik Voraussetzung: gute Kenntnisse in CAD-Software, evtl. ANSYS, MS-Office & Corel Draw (o. ä.) Std./Monat: ca. 20, nach Absprache Dauer: mind. 3 Monate, Beginn ab sofort

SHK: TUTORIN FÜR DIE LEHRVERANSTALTUNG „PROGRAMMIEREN MIT MATLAB“

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Volker Quarz

Die SHK-Tutoren sollen die Studierenden des Grund-studiums Verkehrswirtschaft beim Erlernen der Grundlagen des Programmierens mit MATLAB un-terstützen. Die Tutoren werden intensiv auf ihre Auf-gabe vorbereitet und können dabei selbst ihre MAT-LAB-Kenntnisse vertiefen. Studiengang: Ingenieurwissenschaften, Mathematik oder Informatik Voraussetzung: abgeschlossenes Grundstudium, Grundkenntnisse in MATLAB (erweiterbar, s. o.) Std./Monat: mind. 8, nach Absprache Dauer: Vorlesungszeit WS 2012/13

SHK: ERSTELLEN/ BEARBEITEN DER ÜBUNGSAUF-GABEN SYSTEMDYNAMIK

Ansprechpartner: Dr.-Ing. habil. Michael Scheffler

Die Übungsaufgaben der Professur zum Fach Sys-temdynamik sollen überarbeitet und gepflegt wer-den. Basierend auf den vorhandenen Dokumenten sollen die Lösungen didaktisch und optisch überar-beitet und zusammengefasst werden. Studiengang: Maschinenbau / Mechatronik Voraussetzung: gute Kenntnisse in Dynamik, evtl. ITI-SIM, LaTex & Grafikprogramm (o. ä.) Std./Monat: ca. 20, nach Absprache Dauer: mind. 3 Monate, Beginn ab sofort

INDUSTRIEKONTAKTE FÜR PRAKTIKA/ ABSCHLUSSARBEITEN Hier möchten wir Ihnen kurz einige Firmen vorstellen, mit denen wir zusammenarbeiten und zu denen wir Kontakt wegen studentischer Praktika und Arbeiten herstellen können.

BOMBARDIER TRANSPORTATION Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Alexander Hegh-manns

Größter Schienenfahrzeug-hersteller der Welt mit Sitz in Berlin. Das Produkt-portfolio reicht von Straßen- und Stadtbahnen bis zu Lokomotiven und Hochgeschwindigkeitszügen, An-triebskomponenten, Leit- und Sicherungstechnik etc. Bereich „LightRail“: Standorte u.a. in Bautzen, Mann-heim und Wien; Bereich „Locomotives“: Standorte u.a. in Kassel, Mannheim, Zürich, Schweden

SIEMENS POWER GENERATION Ansprechpartner: Dr.-Ing. habil. Michael Scheffler

Dynamik von Gas- und Dampfturbinen mittlerer Leis-Leistungsklassen (Standort Görlitz)

BOSCH Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Johannes Stier

Simulation mechatronischer Komponenten aus dem Kfz-Bereich (Benzin-, Dieselein-spritzung usw.) mit Hilfe kommerzieller Simulationswerkzeuge, insbesondere gekoppelte Simulation (Zentralbereich Forschung und Vorausentwicklung, Stuttgart)

MAN Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Claudius Lein

Die MAN Truck & Bus AG mit Sitz in München ist einer der führenden internationalen Nutz-fahrzeughersteller. Kontakte bestehen zum Kompetenzzent-rum für Motorenentwicklung am Standort Nürnberg.

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SPEKTRA Ansprechpartner: Dr.-Ing. Zhirong Wang

Die SPEKTRA Schwingungs-technik und Akustik GmbH Dresden hat sich seit ihrer Gründung 1994 zum führenden Anbieter für Kalibrier-, Prüf- und Testsysteme sowie Dienstleis-tungen im Bereich Schwin-gungstechnik und Akustik ent-wickelt. Sie liefert weltweit modernste Systeme und Ausrüstungen zur dynamischen Kalibrierung von Messmitteln mechanischer Größen. Neben Stan-dardsystemen entwickelt SPEKTRA auch kunden-spezifische Lösungen für Forschung, Entwicklung und Produktion.

BAKER & HUGHES Ansprechpartner: Dr.-Ing. habil. Michael Scheffler

Baker & Hughes ist ein weltweit führendes Unter-nehmen, das Bohrtechno-logie auf dem Gebiet der Erdöl- und Erdgasförderung

entwickelt, produziert und vermarktet. Mit langjähri-ger Geschichte und Erfahrung werden am Standort Celle insbesondere Bohrkopfmodule entwickelt und produziert. Diese bestehen neben der unumgängli-chen Bohrtechnik auch aus einer kleinen Turbogene-ratoreneinheit sowie mechanischen, hydraulischen und elektrischen Komponenten wie Aktoren und Sensoren. Der Einsatz sollte regelmäßig 6 Monate dauern und ist als Praktikum vorgesehen, kann aber auch als Beleg-, Studien- oder Diplomarbeit erfolgen. Die Themengebiete wenden sich insbesondere an konstruktive Fachrichtungen, angewandte Mechani-ker und Mechatroniker.

DB SYSTEMTECHNIK Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Gunther Dürrschmidt

Die DB-Systemtechnik als Europas größtes Kompetenzzentrum für Bahntechnik ist das Ingenieurbüro der Deutschen Bahn. In den beiden Ge-schäftssegmenten Ingenieurdienstleistungen und Zulassungsmanagement arbeiten 650 Mitarbeiter an mehr als einem Dutzend Standorten in ganz Deutsch-land. Gesucht werden Ingenieure mit Interesse für das System Eisenbahn in unterschiedlichen techni-schen Themenfeldern von der Materialprüfung bis zur Diagnosetechnik.

XAAR Ansprechpartner: Dr.-Ing. habil. M. Scheffler

XAAR ist ein weltweit agie-rendes Unter-nehmen, das

neuartige Piezo-Tintenstrahldruckköpfe entwickelt und produziert, die vielfältige Anwendung finden (Olympus, Xerox, Sharp u.a.). Den Studierenden er-warten anspruchsvolle und vielseitige Arbeitsmög-lichkeiten im Bereich der Mikrosystemtechnik und ihrer Anwendungen. Die Aufgaben bestehen einer-seits in der Entwicklung neuer Aktuatorkonzepte und neuartiger Prozesstechnologien für deren Her-stellung sowie von Messverfahren zu deren Kontrol-le; andererseits in der Entwicklung neuartiger An-wendungen der Inkjet-Technologie in Bereichen vom Packaging bis hin zu Polymer Electronics, Displays usw. Die Umgangssprache im Unternehmen ist Eng-lisch. Standorte: Xaar UK in Cambridge, Xaar Jet AB in Stockholm, KTH Stockholm Inkjet Application Labor; Ansprechpartner: Dr.-Ing. habil. M. Scheffler / Dr. Werner Zapka, Stockholm

VOLKSWAGEN AG Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Da-niel Kreuter

Der Fachbereich „Mechanik Verbrennungsmotoren“ der Kon-zernforschung der Volkswagen AG sucht engagierte Ingenieur-studenten im Hauptstudium,

welche sich für die Durchführung von technischen Berechnungen mit computergestützten Berech-nungsverfahren wie FEM, MKS, EHD für Motorkom-ponenten und Baugruppen interessieren. Der Einsatz am Standort Wolfsburg sollte 6 Monate dauern und ist als Praktikum vorgesehen, kann aber auch als Beleg-, Studien- oder Diplomarbeit erfolgen. Voraus-setzungen sind ein großes Interesse in Mechanik, Werkstoff- und Motorentechnik, Erfahrung mit nu-merischen Methoden (FEM, MKS) und Teamfähig-keit.

VOSSLOH LOCOMOTIVES Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Claudius Lein

Dieselhydraulische Lokomotiven mit 400 bis 2700kW Nennleis-

tung (Standort Kiel); Elektrische Regionalfahrzeuge, dieselelektrische Lokomotiven bis 3200 kW Nenn-leistung (Standort Valencia)

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BERICHTE UND NEUIGKEITEN VON DER PROFESSUR NEUER MITARBEITER Stephan Beisitzer, wissenschaftlicher Mitarbeiter

Seit Anfang März 2013 ist Herr Beisitzer wissenschaft-licher Mitarbeiter an der Professur. Aus Lutherstadt Wittenberg stammend, stu-dierte er an der Technischen Universität Dresden Maschi-nenbau in der Studienrich-tung „Angewandte Mecha-nik“ mit den Vertiefungen „Höhere Festigkeitslehre“

und „Höhere Dynamik“. Sein Fachpraktikum absol-vierte er in der Berechnungsabteilung der Voith Engi-neering Services GmbH in Chemnitz. Im Rahmen seines Großen Beleges befasste er sich mit der „Modellreduktion von FE-Modellen mit Balken- und Schalenelementen am Beispiel eines elastischen Wagenkastens“. Seine Diplomarbeit fertigte er zum Thema „Fallstudien zur thermischen Simulation von bewegten, profilschienengeführten Baugruppen“ an. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter wird sich Herr Beisitzer vorwiegend mit Festigkeitsberechnungen unter Nutzung der Finite-Elemente-Methode be-schäftigen.

MANOS-SCHÜLER Wissenschaftliche Projektwoche an der Professur

Die Schüler Jan Roggentin (im Bild 1. von rechts) und Tony Wang (2. v. r.) der Klasse 7c des Martin- Andersen-Nexö- Gymnasiums (MANOS) absolvier-ten ihre wissenschaftliche Projektwoche vom 18. bis 22. Februar 2013 im Themenbereich Physik an der Professur für Dynamik und Mechanismentechnik. Die beiden Schüler studierten am Praktikumsversuch "Massenausgleich am Einzylindermotor" die Frage-stellungen: „Warum rappelt ein Motor?" und "Wie kann man das verhindern?". Am Ende der Projektwo-che entstanden eine Anleitung zur Versuchsdurch-führung sowie ein Arbeitsblatt, welches die Studie-renden im 6. und 8. Semester zukünftig im Praktikum ausfüllen und abgeben müssen. Am Freitag, dem 22. Februar 2013, haben Jan und Tony ihre Ergebnisse in der Schule mittels Vortrag und Poster erfolgreich vorgestellt. Wir wünschen den Beiden alles Gute für ihre weitere Zukunft.

PROMOTIONEN Kosmas Petridis

Am 30. Mai 2013 verteidigte Herr Dipl.-Ing. Kosmas Petridis erfolgreich seine Dissertation zum Thema „Ge-koppelte Simulation mechatronischer Systeme“. Herr Petridis arbeitet schon seit einigen Jahren bei unserem Partner, der Robert Bosch GmbH, in der Abteilung „Corporate Sector Research and Ad-vance Engineering/ Mechatronic Engineering“ in Schwieberdingen. In seiner Arbeit beschäftigte sich Herr Petridis intensiv mit dem Thema der Kopplung von Simulatoren für die Gesamtsystemsimulation verteilt-modellierter mechatronischer Systeme und entwickelte u.a. ein neues Verfahren zur Co-Simulation. Wir gratulieren Herrn Petridis und wün-schen alles Gute für die weitere Zukunft. Robert Anderssohn

Foto: v.l.: Prof. H.-J. Hardtke, Prof. S. Marburg, Prof. W. Hufen-bach, Robert Anderssohn, Prof. M. Beitelschmidt, Prof. V. Ulbricht, Prof. Gude

Wir gratulieren Robert Anderssohn zur erfolgreichen Verteidigung seiner Dissertation zum Thema: „Globa-le Abschätzung akustischer Wandadmittanzen in Innenräumen mittels inverser Verfahren“ am 28. Juni 2013. Als langjähriger Mitarbeiter der Professur in Lehre und Forschung freuen wir uns, dass er dem Institut für Festkörpermechanik die Treue hält. Herr Anderssohn arbeitet seit Januar 2013 als wissen-schaftlicher Mitarbeiter bei Prof. Wallmersperger, Professur für Mechanik multifunktionaler Strukturen. Wir wünschen viel Erfolg bei der weiteren wissen-schaftlichen Arbeit.

Foto: v.l.: Prof. M. Arnold (Halle), Dr.-Ing. A. Klein (Robert Bosch GmbH), Kosmas Petridis (Robert Bosch GmbH), Prof. M. Beitelschmidt

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GUTE NOTEN ZAHLEN SICH AUS Gemeinsamer Abend mit den besten Studenten der Maschinendynamik

Am Anfang des Sommersemes-ters wurden wie schon im ver-gangenen Jahr die zwanzig bes-ten Absolventen der Prüfung Maschinendy-namik in die Marschnerstraße eingeladen. Nach einer kurzen Vorstellung von möglichen studentischen Arbeiten an der Professur mit kleinem Imbiss nutzten die Studenten die Möglichkeit, mit den Mitarbeitern ins Gespräch zu kommen. Einige arbeiten mittlerwei-le als studentische Hilfskräfte an der Professur.

UNI - TAG 2013 Offene Türen auf dem Campus der TU Dresden

Am 04. Mai 2013 beteiligte sich die Pro-fessur für Dy-namik und Me-chanismen-technik für die Studienrichtung Simulationsmethoden des Maschi-nenbaus am UNI–TAG 2013. Mit Hilfe von einfachen Lehrexperimenten wurde den Studieninteressierten für Maschinenbau ein kleiner Einblick in die Grundla-genausbildung für Technische Mechanik gegeben. Zu unserer Freude konnte festgestellt werden, dass sich eine zunehmende Anzahl junger Damen für Maschi-nenbau interessiert. Neben den Studierenden von morgen haben viele Studenten des 4. Semesters die Chance genutzt, sich über mögliche Studienrichtun-gen im Hauptstudium zu informieren. Wir würden uns freuen, sie im nächsten Semester in unserem Institut begrüßen zu können.

EXKURSIONEN ANLÄSSLICH DER DRESDNER INDUSTRIETAGE Im Rahmen der diesjährigen „Dresdner Industrie-tage“ konnte unsere Professur auch in diesem Jahr wieder zwei Lehrveranstaltungen mit einer Exkursion abrunden.

Zusammen mit den Teil-nehmern der LV „Dyna-mik der Kolbenmaschi-nen und Antriebe“ wur-

de das Unternehmen CREAVAC (Creative Vakuum-beschichtung GmbH) in Dresden-Löbtau besucht. Hier werden Kunststoffrohlinge – vorwiegend für den Kfz-Bereich – sowohl mit technischen als auch deko-rativen Metallbeschichtungen versehen. In einem Hochvakuum wird das Metall mittels einer Heizwen-

del ver-dampft. Der Metalldampf benetzt die Rohlinge und bildet eine hauchdünne Metallschicht. Im Gegensatz zum Galvanisieren ist der Vakuumprozess „sauber“ und die Erzeugung definierter lokaler Schichten möglich. Die CREAVAC bietet u.a. vielseitige Praktikumsplätze an. An dieser Stelle möchten wir Herrn Dr. Heicke für die Führung sowie die umfangreiche Verköstigung danken!

Die Teilnehmer der LV „Messwert-verarbeitung und Diagnostik“ hatten die Möglichkeit, bei dem Unter-nehmen SPEKTRA die Entwicklung und Herstellung von Kalibriersyste-men, Mess- und Testsystemen auf

den Gebieten Schwingung und Akustik zu verfolgen. Im Fokus standen verschiedene Primär- und Sekun-där-Kalibrierungssysteme von Aufnehmern. Die Kalib-rierungsfrequenz beträgt 0,1 Hz bis 50 kHz. Sehr beein-druckend ist das Kalibrier-system Very-High-g-Shock zur Sekundärkalibrierung von Beschleunigungsaufneh-mern. Die dafür benutzte Stoß-Beschleunigung kann sagenhafte 2.000.000 m/s² erreichen, was dem 200.000fachen der Erdbeschleunigung entspricht. Die SPEKTRA bietet u.a. vielseitige Praktikumsplätze sowie Forschungsthemen (Beleg- und Diplomarbei-ten) an. An dieser Stelle möchten wir dem Entwick-lungsleiter Herrn Dr. Martin Brucke und Frau Tina Heinz für die Präsentation und Führung sowie die ideenreiche Diskussion danken!

EXKURSION NIEDERSACHSEN Zur Pfingst-Exkursion vom 21. bis 23. Mai 2013 fuhren Prof. Beitelschmidt und Dr. Scheffler mit 14 Studierenden in den Wolfsburger Raum. Die-ses Jahr berichten teilnehmende Studierende:

Der erste Tag der diesjährigen Pfingstexkursion führte uns in die Physikalisch- Technische Bundes-

anstalt (PTB) nach Braunschweig. Nach zügiger Fahrt trafen wir zur Mittagszeit in Braun-schweig ein und teste-ten als erstes die örtliche Mensa. Die Führung begann mit einer Präsen-tation über die Geschich-te, Arbeit und Aufgabe der PTB. Anschließend ging es in ausgewählte Fachabteilungen, so zuerst in die Akustik. Hier konnte man in einem

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schalltoten Raum sowie einem Hallraum das Verhal-ten von Schall eindrucksvoll am eigenen Leib erfah-ren. Die weitere Führung brachte uns in die Abtei-lung der Verkehrsüberwachung. Hier war es möglich, nach Erläuterungen zur Technik und Geschichte auch einmal selbst zur Tat zu schreiten und eine Ge-schwindigkeitsmessung mit einer "Laserpistole" durchzuführen. An unserer letzten Station drehte sich alles rund um das Messen von Kräften, wobei hier schon das bloße Ausmaß mancher Apparaturen so-wie deren Präzision beeindruckte. Nach einem inte-ressanten und erlebnisreichen Tag ging es in die Herberge nach Wolfsburg, wo man den Tag gemüt-lich ausklingen ließ. (Felix Banda)

Am Morgen des zweiten Exkursions-tages stand die Besichtigung der VW-Motorenentwicklung im For-schungs- und Entwicklungszentrum des Wolfsburger Automobilkonzerns an. Dort erhielten die Exkursionsteil-

nehmer einen Einblick in die Forschung zur Tribologie von Verbrennungsmotoren. Für die Wirkungsgradop-timierung von Kolbenkraftmaschinen ist eine mög-lichst geringe Reibung des Kolbens im Zylinder anzu-streben. Gleichzeitig muss für eine bestmögliche Ausnutzung des Verbrennungsprozesses und zur Minimierung des Ölverbrauchs eine Abdichtung zwi-schen Kurbelgehäuse und Zylinder erfolgen. Diese erfolgt durch Kolbenringe, welche in Nuten des Kol-bens sitzen. Im Rahmen des vorhandenen Spiels bewegen sich die Ringe während der vier Arbeitstak-te des Ottomotors innerhalb der Nuten. Zusätzlich zu diesen veränderlichen Kontaktbedingungen muss eine Simulation auch die unterschiedlichen Rei-bungszustände berücksichtigen. In den Umkehrpunk-ten (oberer und unterer Totpunkt) tritt kurzzeitiges Haften ein, wohingegen während der Kolbenbewe-gung eine geschwindigkeitsabhängige viskose Rei-bung im Ölfilm stattfindet. Zur numerischen Behand-lung der Reibkraftverläufe zwischen Zylinderwand und Kolben während eines Arbeitszyklus wird bei Volkswa-gen eine eigens entwickelte Berech-nungs-software verwendet. Eine Verifi-zierung der Berechnung kann im Mechaniklabor der Abteilung erfolgen. Dazu wird ein Kolben (im Schleppbetrieb) in einem Zylinder bewegt. Durch die Lagerung des Zylinders auf Kraftsensoren können die auftretenden Reibungskräfte erfasst und der numerischen Be-rechnung gegenübergestellt werden. Zur Illustration wurden während der Laborbesichtigung Kraftmes-sungen durchgeführt. Die experimentell zu unter-schiedlichen Drehzahlen ermittelten Reibkraftverläu-

fe über dem Kurbelwinkel entsprachen qualitativ der rechnerischen Vorhersage. Auch die quantitative Übereinstimmung der berechneten Kräfte sei nach Aussage der Projektmitarbeiter zufriedenstellend. Sowohl mit dem Simulationsmodell als auch mit dem Versuchsstand können eine Vielzahl von Parametern (Schmierspaltbreite, Kolbenringanpressung, Honbe-arbeitung der Zylinderwand, …) zur Optimierung des tribologischen Systems variiert werden. Im An-schluss des Besuchs der VW-Motorenentwicklung konnten die Teilnehmer die VW-Autostadt individuell erkunden. Des Weiteren besuchte die Exkursions-gruppe am Nachmittag die vielseitigen Ausstellungen zu unterschiedlichen naturwis-senschaftlichen Themen des Phaeno-Museums Wolfsburg. (Florian Immel) Am dritten Tag besuchten wir Baker & Hughes am Standort Celle. Der Großkonzern ist ein führendes Unternehmen, das hochtechnisierte Produkte und Dienstleistungen auf dem Gebiet der Erdöl- und Erdgasförderung weltweit zur Verfügung stellt. Der Schwerpunkt des Produkt-portfolios der Firma liegt dabei vor allem auf jeglicher Art von Bohrwerkzeugen zur Auffindung, Beurteilung und letztendlich Erschließung von Erdöl-, Erdgas- und geothermischen Lagerstätten. Ein Gefühl dafür, wel-che Anforderungen solcherart kilometerweite Boh-rungen durch die verschiedensten Gesteinsschichten an Mensch und Maschine stellen, vermittelten die ersten Vorträge der Mitarbeiter zu Beginn der Ex-kursion. Hier wurden die verschiedenen Module in einem typischem Bohrstrang für eine Onshore-Bohrung vorgestellt und man musste zum Teil uner-wartet feststellen, wie viel Technik und Raffinesse in den einzelnen Baugruppen steckt. Man erfuhr so z.B. etwas über Module zur automatisiert gesteuerten Wegfindung unter Tage, mit welchen man im Stande ist, die Bohrungen auch in Kurven durchzuführen, Module zur ständigen Messung verschiedenster physikalischer Größen des umgebenden

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Gesteins, wie Temperatur, Gamma-Strahlung, mag-netische Resonanz usw. oder Module zur Stromer-zeugung und –versorgung der Bohrwerkzeuge sowie Kommunikation von Unter- nach Übertage. Bei einer kleinen Stärkung zwischendurch in Form belegter Brote wurde ergänzend eine Präsentation speziell über die unterschiedlichen schwingungsdynami-schen Problemstellungen und Störfälle gegeben, die bei Bohroperationen auftauchen können. Auch hier wurde eindrücklich vermittelt, wie hochkomplex dieses Aufgabenfeld der Firma Baker & Hughes ist und wie sie wiederum mittels eigener technischer Ansätze diese dynamischen Herausforderungen löst. Abgerundet wurde der Tag durch eine eindrucksvolle Besichtigung der Fertigungs- und Entwicklungshallen auf dem Firmengelände, unter anderem mit Rein-raum und Klimakammern. (Oliver Baum) Abschließend möchten wir uns bei den zuständigen Mitarbeitern der einzelnen Firmen herzlich für die reibungslose, kompetente und freundliche Betreuung bei Organisation und Durchführung der Exkursion bedanken.

IFKM – INSTITUTSFEST 2013 Gemeinsame Arbeit muss gefeiert werden

Schon traditionsgemäß findet alle zwei Jahre mit allen Professoren, Mitarbeitern und Studenten der Angewandten Mechanik unser Institutsfest in der Marschnerstraße statt. Man trifft sich einen Abend lang mal nicht im Hörsaal und hat bei selbst beige-steuerten Speisen und gesponsertem Trank Gelegenheit zu allerlei zwanglosen fachlichen und privaten Gesprächen. So war das auch diesmal am 28.06.2013. Den Höhepunkt bilde-ten zwei von den Studenten selbst verfasste und

dargestellte nahezu metaphorische Ge-schichten, die viele Begriffe der Mechanik, Mathematik und alle Mitarbeiternamen ver-banden. Dafür erhiel-ten die Verfasser und Akteure sehr viel Ap-

plaus und Bewunderung. An dieser Stelle sei ihnen

nochmals herzlich gedankt. Der Beitrag wird zum nächsten Fest schwer zu überbieten sein, aber wir erwarten es wieder mit Freude.

LANGE NACHT DER WISSENSCHAFTEN Sieh mal, wie laut das ist!

An der 11. Dresdner Langen Nacht der Wissenschaf-ten am 5. Juli 2013 beteiligte sich die Professur mit dem Thema „Sieh mal, wie laut das ist!“ und der Dresdner Messstraßenbahn, mit deren Hilfe viele interessierte Leute den Weg zum TU-Campus Jo-hannstadt fanden. Die angenehme Atmosphäre und die unterschiedlichen Themen der „Hofgemein-schaft“, bestehend aus den Instituten für Luft- und Raumfahrt, Leichtbau und Kunststofftechnik und Festkörpermechanik, luden die Besucher zum Ver-weilen ein. Wie man Lärm sichtbar macht, zeigte unsere Professur gemeinsam mit der FSD Fahrzeugsys-temdaten GmbH im Hof. In Betrieb be-findliche Messmotor-räder wurden mit einem Mikrofonarray akustisch vermessen und somit deren Schallquellen sichtbar gemacht. Zusätzlich konnte man sich über aktuelle Forschungsthemen zu Motorrad-Fahrer-Assistent- Systemen informieren. In der Praktikums-

halle der Professur gab es ein großes Interesse für die Stationen: das „sin-gende, klingende Auto“ und

„Schwingungen zum Hören, Sehen

und Fühlen“. Doch auch zu den „Grundlagen von Schwingungen“ und „Schwingungsproblemen in Kraftfahrzeugen“ gab es sehr angeregte Gespräche mit “kleinen“ und „großen“ Besuchern. Das positive Feedback von den Gästen am Abend und in der Fol-gewoche freut uns sehr und wir freuen uns auf die nächste „Lange Nacht der Wissenschaften 2014“.

Impressum: Technische Universität Dresden Fakultät Maschinenwesen Institut für Festkörpermechanik Professur für Dynamik und Mechanismentechnik 01062 Dresden Tel.: +49-351-463-37970 Fax: +49-351-463-37969 E-Mail: Dynamik.u.Mechanismentechnik@tu-dresden.de URL: http://www.tu-dresden.de/mw/dmt Redaktion: Sten Urban; Anja Jablonski