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Universität Stuttgart Studienkatalog 2010/2011 für das Hauptstudium im Diplomstudiengang Maschinenwesen Auf der Grundlage der Studien- und Prüfungs- ordnung Maschinenwesen 2004 Herausgegeben von der Studienkommission Maschinenwesen 2010 Durch die Umstellung auf die neuen Masterstudiengänge im Maschinenbau können sich Änderungen in den einzel- nen Vorlesungen (auch in den Inhalten der Hauptfächer) ergeben. Aktuelle In- formationen zu den Veranstaltungen er- halten Sie bei den Instituten oder über das LSF.

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Studienkatalog 2010/2011 für das Hauptstudium im Diplomstudiengang Maschinenwesen

Auf der Grundlage der Studien- und Prüfungs-ordnung Maschinenwesen 2004 Herausgegeben von der Studienkommission Maschinenwesen 2010

Durch die Umstellung auf die neuen Masterstudiengänge im Maschinenbau können sich Änderungen in den einzel-nen Vorlesungen (auch in den Inhalten der Hauptfächer) ergeben. Aktuelle In-formationen zu den Veranstaltungen er-halten Sie bei den Instituten oder über das LSF.

Universität Stuttgart

Studienkatalog 2010/2011 für das Hauptstudium im Diplomstudiengang Maschinenwesen

Auf der Grundlage der Studien- und Prüfungsordnung Maschinenwesen 2004 Herausgegeben von der Studienkommission Maschinenwesen 2010

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1. Einführung

1.1 Studienziel 4 1.2 Studienpläne 4 1.3 Nichttechnisches Fach 6 1.4 Vorlesungszeiten 7 1.5 Zusammenstellung des Studienplans 7 1.6 Wichtige Hinweise 12

Aufbau des Hauptstudiums 13 Empfohlene Stundentafel 14 Fachübersichtsvorträge 15 Äquivalenzliste - Umbenannte Lehrveranstaltungen Diplom 16 Maschinenwesen - B.Sc. Maschinenbau

2. Fächergruppen der Studienrichtungen

2.1 Tabellen der Pflichtfächer 17 2.2 Beschreibung der Pflichtfächer des Allgemeinen Maschinenbaus 23 2.3 Beschreibung der weiteren Pflichtfächer 36 2.4 Vorlesungszeiten der Pflichtfächer 38 2.5 Prüfungstermine der Pflichtfächer 40

3. Hauptfächer der Studienrichtungen

3.1 Angewandte Thermodynamik 44 3.2 Bahntechnik 46 3.3 Biomedizinische Technik 48 3.4 Chemische Verfahrenstechnik 50 3.5 Elektronikfertigung 52 3.6 Kernenergietechnik 54 3.7 Energiesysteme zur Technischen Gebäudeausrüstung 56 3.8 Energiesysteme 58 3.9 Fabrikbetrieb 60 3.10 Feinwerktechnik 62 3.11 Fertigungstechnologie keramischer Bauteile, Verbundwerkstoffe 64 und Oberflächentechnik 3.12 Feuerungs-und Kraftwerkstechnik, Luftreinhaltung 66 3.13 Fördertechnik und Logistik 68 3.14 Konstruktionstechnik 70 3.15 Kraftfahrzeuge 72 3.17 Kunststofftechnik 74 3.18 Landmaschinen 76 3.19 Laser in der Materialbearbeitung 78 3.20 Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre 80 3.21 Mechanische Verfahrenstechnik 82 3.22 Methoden der Modellierung und Simulation 84 3.23 Mikrosystemtechnik 86

3

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3.33 Textilmaschinenbau / Textiltechnik / Medizinische Verfahrenstechnik 108 011 nenihcsamsgnumörtS ehcsimrehT 43.3 211 kinhcetmrofmU 53.3 411 nerotomsgnunnerbreV 63.3 611 nenihcsamguezkreW 73.3

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1. Einführung

1.1 Studienziel Die Technik steht in enger Wechselbeziehung mit Natur-, Sozial- und Wirtschaftswissenschaf-ten. Sie wirkt in "Systemen", die vom Ingenieur / von der Ingenieurin als Ganzes erkannt, ana-lysiert und optimiert werden müssen. Der Ingenieur / die Ingenieurin muss fähig und bereit sein, für Planung, Entwurf, Berechnung, Konstruktion, Herstellung, Montage, Erprobung, Be-trieb, Instandhaltung und Recycling / Entsorgung technischer Systeme und deren Teile Ver-antwortung zu übernehmen. Der Ingenieur / die Ingenieurin muss deshalb in der Lage sein, • mathematische, naturwissenschaftliche und technische Kenntnisse und Methoden anzu-

wenden, • technische Aufgaben funktionsgerecht und wirtschaftlich unter Beachtung sicherheits- und

umweltrelevanter, soziologischer und ästhetischer Gesichtspunkte zu lösen, seine / ihre Tätigkeit in sinnvoller Zusammenarbeit in das Leben der Gesellschaft einzuordnen,

• die Technologiefolgen verantwortungsbewusst abzuschätzen. Das Studium an der Universität soll den Diplom-Ingenieur / die Diplom-Ingenieurin befähigen, auf der Kenntnis des erprobten und bewährten Standes der Technik aufbauend diesen zu verbessern und weiterzuentwickeln. 1.2 Studienpläne Der vorliegende Katalog gibt einen detaillierten Überblick über den fachlichen Inhalt des Vor-lesungsangebots im Hauptstudium. Genaue Angaben über den formalen Inhalt und den zeitlichen Ablauf des Studiums zwischen Vor- und Hauptprüfung enthält die Broschüre "Studienplan Diplomstudiengang Maschinenwe-sen". Sie ist am Dekanat erhältlich. (Siehe auch http://www.uni-stuttgart.de/mawesen/links/files/studienplan.pdf) Für alle Studierenden des Studiengangs Maschinenwesen sind das Fach Messtechnik / Ferti-gungsmesstechnik (Gruppe 1 nach Abb. 1) sowie ein Nichttechnisches Fach (Gruppe 10 nach Abb. 1, siehe Abschnitt 1.3) mit jeweils 4 SWS obligatorisch.

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Im Hauptstudium wählen die Studierenden aus 8 Pflichtfachgruppen (Gruppen 2-9 nach Abb. 1) je ein Fach aus. Jedes Pflichtfach (bzw. Wahlpflichtfach, wenn die Gruppe Wahlmöglichkei-ten enthält) umfasst Lehrveranstaltungen (Vorlesungen/Übungen) von 4 Semester-wochenstunden (SWS). Die Tabelle der Fächergruppen 1-10 sowie Inhaltsangaben der einzelnen Lehrveranstalt-ungen sind im Kapitel 2 dieses Katalogs zusammengestellt. Zu Beginn des Hauptstudiums wählen die Studierenden eine von fünf angebotenen Studien-richtungen aus, welche unterschiedliche Angebote von Pflicht- und Hauptfächern beinhalten. Die vier fachspezifisch orientierten Studienrichtungen sind:

Mikrosystem- und Feinwerktechnik – Microsystems and Precision Engineering Produktentwicklung und Konstruktionstechnik – Product Development and Design Produktionstechnik – Production Technology Modellierung und Simulation im Maschinenbau - Computational Science and Engineering

Hier können zielgerichtet aus einem breiten Angebot von Lehrveranstaltungen Pflicht- und Hauptfächer ausgewählt werden. In der fünften Studienrichtung

Allgemeiner Maschinenbau – Mechanical Engineering wählt der Studierende aus dem gesamten Angebot von Lehrveranstaltungen Pflicht- und Hauptfächer aus, die zu exemplarisch vertieften Kenntnissen in einigen Fachgebieten der Technik führen. In der Studienrichtung "Allgemeiner Maschinenbau" können acht Pflichtfächer und zwei Hauptfächer beliebig kombiniert werden.

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Alle Studierenden müssen zwei Hauptfächer mit einem Umfang von jeweils 10 SWS aus ei-nem für jede Studienrichtung spezifischen Angebotskatalog wählen. Ein Hauptfach setzt sich aus Kernfächern, die - wenn in der Beschreibung des Hauptfachs nicht anders erwähnt - obli-gatorisch sind, und aus Ergänzungsfächern zusammen. In jedem der Hauptfächer ist eine Studienarbeit mit einem Arbeitsumfang von ca. 350 Stunden anzufertigen und in einem Seminarvortrag darzulegen, sowie das Hauptfach-Praktikum durch-zuführen. Das Hauptfach-Praktikum besteht aus 8 Versuchen, davon 4 bis 6 aus dem jeweili-gen Hauptfach, die übrigen aus dem Allgemeinen Praktikum Maschinenbau (APMB). Die Diplomarbeit mit einem Bearbeitungszeitraum von 5 Monaten schließt die wissenschaftli-che Ausbildung ab. Die Aufgabenstellung sollte in der Regel einem der beiden Hauptfächer entnommen werden. Die Graphik in Abb. 1 gibt einen Überblick über den grundsätzlichen Aufbau des Hauptstudi-ums. Die Studienkommission empfiehlt für das Studium im 2. Studienabschnitt den in Abb. 2 abgedruckten Zeitplan. Die Institute der Maschinenbau-Fakultäten haben Hauptfächer geschaffen, die ihre Arbeits-gebiete repräsentieren (s. Abschnitt 3). In Absprache mit den verantwortlichen Hoch-schullehrern können die Auswahl und der Vertiefungsgrad der Hauptfächer auf die Absichten der Studierenden abgestimmt werden. Ergänzend zu den in diesem Katalog enthaltenen Inhalten der einzelnen Fächer werden in der ersten Vorlesungswoche des Wintersemesters Fachgebiete und Vorlesungen von den Institu-ten in Übersichtsvorlesungen vorgestellt und erläutert. Die Termine dieser Übersichtsvorträge sind in diesem Studienkatalog zusammengestellt. 1.3 Nichttechnisches Fach Im Studienplan für den Diplom-Studiengang Maschinenwesen sind je

4 Semester-Wochenstunden für ein Nichttechnisches Fach im Grundstudium und im Hauptstudium

vorgeschrieben. Es sind studienbegleitende Leistungsnachweise ("Scheine") durch erfolgrei-che Teilnahme an den Lehrveranstaltungen (Vorlesungen, Übungen, Seminare) in den ge-wählten Fächern zu erbringen. Die Scheine werden von dem für die jeweilige Lehrveranstal-tung verantwortlichen Prüfer (Professor) ausgestellt; die Anzahl der Semester-wochenstunden muss angegeben sein. Das gesamte Nichttechnische Fach kann sich aus mehreren Veran-staltungen zusammensetzen. Ziel ist es, Denkkategorien außerhalb der Technikwissenschaften und der ihnen zugeordneten Grundlagenwissenschaften kennenzulernen.

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Für das Nichttechnische Fach kommen Lehrveranstaltungen • aus den Bereichen Allgemeine und Vergleichende Literaturwissenschaft, Anglistik, Be-

triebswirtschaft, Germanistik, Geschichte, Geschichte der Naturwissenschaften und Tech-nik, Kunstgeschichte, Linguistik, Pädagogik, Philosophie / Ethik, Politikwissenschaft, Psy-chologie, Recht, Romanistik, Soziologie, Volkswirtschaftslehre und Sportwissenschaften (keine Veranstaltungen zur fachpraktischen Ausbildung),

• Sprachkurse (max. 4 SWS in Grund- und Hauptstudium), • die Ringvorlesung "Technikfolgenabschätzung" sowie • die Ringvorlesung "Existenzgründung für Akademiker“ in Frage, die von verschiedenen Fakultäten angeboten werden. Aus einer Fakultät dürfen Lehrveranstaltungen über insgesamt höchstens 4 SWS gewählt werden. Gewählt werden können auch Lehrveranstaltungen aus allen übrigen Studienfächern und Lehrgebieten, sofern sie als Nichttechnisches Fach von dem jeweiligen Prüfer der Studienkommission gemeldet und von dieser genehmigt worden sind. Die Liste dieser Lehrveranstaltungen liegt beim Prü-fungsamt aus, siehe auch: http://www.uni-stuttgart.de/mawesen/studium/files/nichttechnisches_fach_info.pdf Den Studierenden wird dringend empfohlen, sich bei Beginn einer als Nichttechnisches Fach gewählten Lehrveranstaltung beim betreffenden Hochschullehrer vorzustellen und die Einzel-heiten des Erwerbs des Scheines abzuklären. Für die Bescheinigung der Teilnahme an einer Lehrveranstaltung, die als Nichttechnisches Fach genehmigt ist, ist beim Prüfungsamt ein Formular erhältlich (s. S. 9). 1.4 Vorlesungszeiten Die Vorlesungszeiten der Pflichtfächer sowie der Lehrveranstaltung Messtechnik/Ferti-gungsmesstechnik des Studienganges Maschinenwesen wurden von der Studienkommission festgelegt. Sie sind in Abschnitt 2.4 abgedruckt. 1.5 Zusammenstellung des Studienplans Die gewählten Pflicht- und Hauptfächer sind auf einem Vordruck Übersichtsplan (s. S. 10-11), zusammenzustellen und bis zu den im Vordruck genannten Fristen von den Hauptfachprofes-soren und dem Prüfungsamt genehmigen zu lassen. Je eine Kopie des Übersichtsplans erhal-ten die beiden Hauptfachprofessoren und das Prüfungsamt. Vordrucke für die Übersichtsplä-ne sind beim Prüfungsamt erhältlich. Mit der Genehmigung des Übersichtsplans ist das Hauptstudium festgelegt. Änderungen des Übersichtsplans sind bei Vorliegen besonderer Gründe möglich. In diesen Fällen bedarf es der Zustimmung der betroffenen Hauptfachprofessoren. Wiederholte Änderungen des Über-sichtsplans sind nur in Ausnahmefällen möglich. Bei Änderungen des Hauptfachs ist zusätz-lich die Zustimmung des bisherigen und des zukünftigen Hauptfachprofessors erforderlich. Fächer, in denen bereits Prüfungsleistungen erbracht wurden, können nicht geändert wer-den.Deshalb ist bei einem Änderungswunsch eine Kopie des aktualisierten Bescheids des Prüfungsamts über Prüfungsleistungen vorzulegen.

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Sind nach ununterbrochenem Fachstudium die Fachprüfungen in fünf Pflichtfächern der Di-plomprüfung bis zum Beginn des Vorlesungszeitraumes des 7. Semesters bestanden, so gelten innerhalb der Regelstudienzeit nicht bestandene Fachprüfungen auf Antrag beim Prü-fungsamt als nicht unternommen (Freiversuch). Die Antragstellung ist auf insgesamt 3 Fachprüfungen beschränkt. Eine Antragstellung ist ausgeschlossen, wenn die Fachprüfung, für die der Antrag gestellt wird, bereits wiederholt worden ist. Unter diesen Voraussetzungen kann auf Antrag zur Notenverbesserung in höchs-tens 3 Fächern die Prüfung spätestens am übernächsten Prüfungstermin einmal wiederholt werden. Für die Notenbildung ist das bessere Ergebnis zugrunde zu legen. Die Pflichtfächer werden mit den Noten 1 bis 5 bewertet. Zur differenzierten Bewertung der Prüfungsleistungen können Zwischenwerte durch Erniedrigen oder Erhöhen der einzelnen Noten um 0,3 gebildet werden; die Noten 0,7, 4,3, 4,7 und 5,3 sind dabei ausgeschlossen. Besteht eine Fachprüfung aus mehreren Teilprüfungen (Hauptfach), errechnet sich die Fach-note aus dem Durchschnitt (nach der Stundenzahl der Lehrveranstaltungen gewichtetes Mit-tel) der Noten der einzelnen Teilprüfungen. In diesem Fall ist bei der Notenangabe jede Dezi-malstelle möglich. Bei der Bildung der Fachnoten wird nur die erste Dezimalstelle hinter dem Komma berücksichtigt; alle weiteren Stellen werden ohne Rundung gestrichen. Die Gesamtnote errechnet sich aus dem mit der Semesterwochenstundenzahl gewichteten Mittel der Noten der Prüfungsleistungen: - Pflichtfächer gewichtet mit je 4 SWS, - Hauptfächer gewichtet mit je 10 SWS, - Studienarbeiten gewichtet mit je 6 SWS, - Diplomarbeit gewichtet mit 12 SWS. Bei der Notenangabe ist jede Dezimalstelle möglich.

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Prüfungsamt

Maschinenwesen Nichttechnisches Wahlfach

Vordiplom Hauptdiplom Herrn/Frau Name Vorname Matr. Nr.

wird hiermit die erfolgreiche Teilnahme an folgenden Lehrveranstaltungen bescheinigt:

1) Vorlesung SWS

Fakultät Institut Datum Unterschrift

2) Vorlesung SWS

Fakultät Institut

Datum Unterschrift

3) Vorlesung SWS

Fakultät Institut

Datum Unterschrift

4) Vorlesung SWS

Fakultät Institut

Datum Unterschrift

Universität Stuttgart

Prüfungsamt

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1.6 Wichtige Hinweise 1. Auskünfte über den 2. Studienabschnitt erteilen:

• Fachstudienberatung Maschinenwesen:

Dr.-Ing. J. Göbel Dekanat Fakultät 7 Pfaffenwaldring 9 (Raum 5.219) [email protected] Tel. 685-66046 Sprechstunde während des Vorlesungszeitraums: Dienstags 11:30 - 12:30 Uhr nach vorheriger Anmeldung oder nach Vereinbarung

• Studiendekan

Prof. Dr.-Ing. H. Binz Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) Pfaffenwaldring 9 (Raum 1.123) Tel. 685-66055 Sprechstunde während des Vorlesungszeitraums: Donnerstags 11:30 - 12:30 Uhr nach vorheriger Anmeldung

• die Hauptfachprofessoren 2. Prüfungsausschuss Maschinenwesen:

Prof. Dr.-Ing. Rainer Friedrich Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung Heßbrühlstr. 49a [email protected] Sprechstunde während des Vorlesungszeitraums: Termine, Hinweise und Formulare siehe http://www.ier.uni-stuttgart.de/lehre/pruefungsausschuss.html Donnerstags 09:00 – 11:00 Uhr, Pfaffenwaldring 9, Zi 5.119 nach vorheriger Anmeldung (Tel. 685-66468)

3. Prüfungsamt, NWZ, Pfaffenwaldring 57, Tel. 685-65120

(Öffnungszeiten: Mo, Di, Do, Fr 09:00 – 12:00 Uhr; Mi 13.30 - 15.30 Uhr) • Abgabe der Übersichtspläne zu den festgesetzten Terminen • Prüfungsanmeldung für Pflichtfächer zu den festgesetzten Terminen 4. Homepage Maschinenwesen http://www.uni-stuttgart.de/mawesen 5. Bitte beachten Sie besonders: • Erste Woche des Wintersemesters: Fachübersichtsvorträge. • Doppelseitigen Übersichtsplan ausfüllen, von beiden Hauptfachprofessoren unterschreiben

lassen und vor der ersten Fachprüfung des Hauptdiploms beim Prüfungsamt abgeben. Beid-seitige Kopie an beide Hauptfachprofessoren.

• Anmeldungen zu APMB- Versuchen sind rechtzeitig bei den betreffenden Instituten vor-zunehmen, da die Teilnehmerzahlen zum Teil beschränkt sind. Die Termine sind den An-schlagbrettern der Studienkommission und der Institute zu entnehmen.

• Für Anträge auf BAFöG ist ab dem 5. Semester ein Leistungsnachweis zu erbringen. In-formationen unter http://www.uni-stuttgart.de/ifu/lehre/bafoeg/ BAFöG - Beauftragter für den Studiengang „Maschinenwesen“ ist Herr Dipl.-Ing. Jens Baur, Institut für Umformtechnik.

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Gruppe 1 Fächer mit je 4 SWS V+Ü Messtechnik/Fertigungsmesstechnik

Gruppe 2 Auswahl ggf. studienrichtungs-spezifisch

Gruppe 3 Gruppe 4 Gruppe 5 Gruppe 6 Gruppe 7 Pflichtfächer der

gewählten Studi-enrichtung

Gruppe 8 Gruppe 9 Gruppe 10 Nichttechnisches Fach

1. Hauptfach je Hauptfach 10 SWS Vorlesungen und Übungen 8 Versuche, davon 4-6 Hauptfach-

praktikum

übrige aus APMB Studienarbeit

2. Hauptfach Arbeitsumfang ca. 350 Stunden Bearbeitungszeitraum 4 Monate Seminarvortrag (20 min.)

im Rahmen des

Hauptfachseminars 1 SWS

Diplomarbeit Bearbeitungszeitraum 5 Monate

Abb. 1: Aufbau des Hauptstudiums

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Abb. 2: Empfohlene Stundentafel des Hauptstudiums Empfehlung zur Planung des Hauptstudiums:

Zuerst sollten Sie die Veranstaltungen in der Planung berücksichtigen, die Sie auf jeden Fall hören wollen oder müssen, z.B. Messtechnik. Am besten notieren Sie sich Semester, Wochentag und Uhrzeit, zu der diese Veran-staltungen stattfinden und, falls erforderlich, in welcher Reihenfolge sie besucht werden sollten. Wenn möglich, sollten Grundlagenfächer vorzugsweise vor Anwendungsfächern gehört werden.

Man kann nun recht einfach erkennen, wie sich die Veranstaltungen auf das 5. bis 8. Semester aufteilen lassen und eventuelle zeitliche Überschneidungen vermieden werden können.

Falls Sie sich bei einem Ergänzungsfach noch unsicher sind oder zwischen mehreren Fächern einer Pflichtfach-gruppe (z.B. dem nichttechnischen Fach) schwanken, können Sie jetzt auch einfach erkennen, ob möglicherwei-se eine der Optionen besser in Ihren Plan passt als die anderen. Scheuen Sie sich nicht, bereits frühzeitig mit Ihrer ersten Studienarbeit anzufangen. Es ist weder erforderlich noch empfehlenswert, mit den Studienarbeiten zu warten, bis man alle Prüfungen bestanden hat.

Fachsemester

Lehrveranstaltung in SWS V Ü V Ü V Ü V Ü V Ü V+Ü

Gruppe 1Messtechnik/Fertigungsmesstechnik 3 0 0 1 4Gruppe 2

3 1 4Gruppe 3

3 1 4Gruppe 4

3 1 4Gruppe 5

3 1 4Gruppe 6

3 1 4Gruppe 7

3 1 4Gruppe 8

3 1 4Gruppe 9

3 1 4Gruppe 10Nichttechnisches Fach 3 1 41. HauptfachVorlesungen und Übungen 10 10Seminar und Praktikum 3 3Studienarbeit2. HauptfachVorlesungen und Übungen 10 10Seminar und Praktikum 3 3StudienarbeitIndustriepraktikumDiplomarbeit

Summe 66

26 Wochen5 Mo

4 Monate

4 Monate

8. S

emes

ter

9. S

emes

ter

Sum

me

5. S

emes

ter

6. S

emes

ter

7. S

emes

ter

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Fachübersichtsvorträge in Bearbeitung

16 Äquivalenzliste - Umbenannte Lehrveranstaltungen Diplom Maschinenwesen – B.Sc. Maschinenbau Diplom Modulname im

B.Sc. Modul Nummer im Prüfungs-amt

Name der Lehrveranstal-tung

WS/SS Veranstal-tungs Nummer im Stunden-plan

Dozent

Ackerschlepper und Öl-hydraulische Antriebe und Steuerungen

Ackerschlepper und Ölhydraulik

13900 Ackerschlepper und Ölhydraulik

WS 3605201 Böttinger

Energiesysteme I: Grundlagen der Energiewirtschaft und Energieversorgung

Energiewirtschaft und Energieversorgung

13950 Energiewirtschaft und Energieversorgung (Energiesysteme I)

WS 3605081 Voß

Fertigungstechnik keramischer Bauteile und Verbundwerkstoffe

Fertigungsverfahren Faser- und Schicht-verbundwerkstoffe

13040 Verbundwerkstoffe I: Anorganische Faserver-bundwerkstoffe

WS 3605211 Gadow

Fertigungstechnik keramischer Bauteile und Verbundwerkstoffe

Fertigungsverfahren Faser- und Schicht-verbundwerkstoffe

13040 Verbundwerkstoffe II: Oberflächentechnik und Schichtverbundwerkstoffe

SS Nicht bekannt

Gadow

Grundlagen der Feinwerk-technik Gerätekonstruktion und -fertigung

Gerätekonstruktion und -fertigung in der Feinwerktechnik

13970 Gerätekonstruktion und -fertigung in der Feinwerktechnik

WS 3605231 Schinköthe

Grundlagen der Thermischen Verfahrenstechnik

Thermische Verfahrenstechnik I

15860 Thermische Verfahrenstechnik I

WS 3603061 Groß

Grundlagen Schienenfahrzeugtechnik und -betrieb

Schienenfahrzeug-technik und -betrieb

14200 Grundlagen Schienen-fahrzeugtechnik und -betrieb I

WS 3605421 Bögle

Grundlagen Schienenfahr-zeugtechnik und -betrieb

Schienenfahrzeug-technik und -betrieb

14200 Grundlagen Schienen-fahrzeugtechnik und -betrieb II

SS Nicht bekannt

Bögle

Hydraulische Strömungsmaschinen

Hydraulische Strömungsmaschi-nen in der Wasserkraft

14100 Hydraulische Strömungsmaschinen in der Wasserkraft

WS Nicht be-kannt

Riedel-bauch

Kosten- und Leistungsrechnung (Fabrikbetriebslehre II)

Fabrikbetriebslehre 13840 Fabrikbetriebslehre – Kosten- und Leistungsrechnung

WS 3605061 Westkäm-per

Management in der Produktion (Fabrikbetriebslehre I)

Fabrikbetriebslehre 13840 Fabrikbetriebslehre – Management in der Produktion

SS Nicht bekannt

Westkäm-per

Leichtbau und Werkstofftechnik

Leichtbau 14150 Leichtbau WS Nicht bekannt

Roos

Methodisches Konstruieren

Methodische Produktentwicklung

14160 Methodische Produktentwicklung I

WS 3605351 Binz

Methodisches Konstruieren

Methodische Produktentwicklung

14161 Methodische Produktentwicklung II

SS Nicht bekannt

Binz

Regelungstechnik I Regelungstechnik 14190 Einführung in die Regelungstechnik

WS 3605091 Allgöwer

Regelungstechnik I Regelungstechnik 14190 Systemdynamische Grundlagen der Regelungstechnik

SS Nicht bekannt

Ebenbauer

Technisches Design I /II Technisches Design 14240 Technisches Design WS 3605411 Maier Umformtechnik Grundlagen der

Umformtechnik 13550 Grundlagen der

Umformtechnik I WS 3605311 Liewald

Umformtechnik Grundlagen der Umformtechnik

13550 Grundlagen der Umformtechnik II

SS Nicht bekannt

Liewald

Wärme- und Stoffübertra-gung

Grundlagen der Wärmeübertragung

13830 Grundlagen der Wärmeübertragung

WS 3605051 N.N. (ehe-mals Müller- Steinhagen)

Stand: 13.10.2010 Ohne Gewähr. Bitte Aushänge beachten!

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2. Fächergruppen der Studienrichtungen 2.1 Tabellen der Pflichtfächer

Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau – Mechanical Engineering Gruppe 1: Messtechnik

P1. Messtechnik / Fertigungsmesstechnik (Casey, Westkämper) Gruppe 2: Strömungsmechanik

P2. Technische Strömungslehre (Riedelbauch) P3. Strömungsmechanik (Piesche)

Gruppe 3: Maschinendynamik und Wärmeübertragung

P4. Maschinendynamik (Eberhard) P5. Wärme- und Stoffübertragung (Spindler)

Gruppe 4: Werkstoffe und Festigkeit

P6. Festigkeitslehre I (Roos) P7. Grundlagen der Kunststofftechnik (Fritz) P8. Werkstofftechnik und –simulation (Schmauder)

Gruppe 5: Fabrikbetriebslehre und Arbeitswissenschaft

P9. Fabrikbetriebslehre (Westkämper) P10. Arbeitswissenschaft (Spath)

Gruppe 6: Regelungs- und Steuerungstechnik

P11. Regelungstechnik I (Allgöwer) P12. Systemdynamische Grundlagen der Regelungstechnik / Steuerungstechnik mit An-

triebstechnik (Sawodny, Verl) Gruppe 7: Konstruktions- und Fertigungstechnik

P13. Technisches Design (Maier) P14. Grundlagen der Mikrotechnik (Kück) P15. Grundlagen der Feinwerktechnik, Gerätekonstruktion und -fertigung (Schinköthe) P16. Grundlagen der Fördertechnik (Wehking, Vorwerk) P17. Konstruktion der Fahrzeuggetriebe (Bertsche/ Krolo) P18. Methodisches Konstruieren (Binz) P19. Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme (Heisel) P20. Zuverlässigkeitstechnik (Bertsche) P21. Biomedizinische Technik (Nagel) P22. Elektrische Antriebe (Roth-Stielow) P23. Materialbearbeitung mit Lasern (Graf) P24. Logistik (Wehking) P25. Grundlagen der Technischen Optik (Osten) P26. Sicherheitstechnik (Eisinger, Laurien, Buck) P27. Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme (Klemm) P28. Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter (Verl) P29. Umformtechnik (Liewald) P30. Fertigung elektronischer Systeme (Burghartz) P31. Fertigungstechnik keramischer Bauteile und Verbundwerkstoffe (Gadow) P61. Dichtungstechnik (Haas) P62. Grundlagen der Mikrosystemtechnik (Sandmaier)

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Gruppe 8: Energie- und Verfahrenstechnik P33. Energiesysteme I: Grundlagen der Energiewirtschaft und Energieversorgung (Voß) P34. Grundlagen der Heiz- und Raumlufttechnik (Schmidt) P35. Kerntechnische Anlagen zur Energieerzeugung (Laurien) P36. Energie- und Umwelttechnik (Scheffknecht) P37. Grundlagen technischer Verbrennungsvorgänge I+II (Kronenburg) P38. Kraftfahrzeuge I und II (Wiedemann) P39. Ackerschlepper und Ölhydraulische Antriebe und Steuerungen (Böttinger) P40. Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik und - betrieb (Bögle) P41. Grundlagen der Thermischen Strömungsmaschinen (Casey) P42. Grundlagen der Verbrennungsmotoren (Bargende)

P43. Technik der Thermischen Abfallbehandlung und Abgasreinigung (Seifert / Baumbach)

P44. Chemische Reaktionstechnik I (Nieken) P45. Grundlagen der thermischen Verfahrenstechnik (Groß) P46. Grundlagen der mechanischen Verfahrenstechnik (Piesche) P48. Konstruktion von Textilmaschinen und Textilverfahrenstechnik (Planck)

Gruppe 9: Modellierung und Simulation

P49. Modellierung und Simulation in der Mechatronik (Eberhard) P50. Simulationstechnik (Sawodny) P51. Numerische Strömungssimulation (Laurien / Ruprecht) P52. Optimierungsverfahren mit Anwendungen (Kistner) P53. Simulation mit Höchstleistungsrechnern (Resch) P59. Methode der Finiten Elemente in Statik und Dynamik (Gaul)

Gruppe 10: Nichttechnisches Fach Studienrichtung Mikrosystem- und Feinwerktechnik – Microsystems and Precision Engineering Gruppe 1: Messtechnik

P1. Messtechnik / Fertigungsmesstechnik (Casey, Westkämper) Gruppe 2: Fluid- und Festkörpermechanik

P2. Technische Strömungslehre (Riedelbauch) P3. Strömungsmechanik (Piesche) P4. Maschinendynamik (Eberhard) P5. Wärme- und Stoffübertragung (Spindler)

Gruppe 3: Regelungs- und Steuerungstechnik

P11. Regelungstechnik I (Allgöwer) P12. Systemdynamische Grundlagen der Regelungstechnik / Steuerungstechnik mit An-

triebstechnik (Sawodny, Verl) Gruppe 4: Fabrikbetriebslehre und Arbeitswissenschaft

P9. Fabrikbetriebslehre (Westkämper) P10. Arbeitswissenschaft (Spath)

19 Gruppe 5: Produktionsorientiertes Fach einschl. Werkstoffe

P8. Werkstofftechnik und -simulation (Schmauder) P23. Materialbearbeitung mit Lasern (Graf) P30. Fertigung elektronischer Systeme (Burghartz) P31. Fertigungstechnik keramischer Bauteile und Verbundwerkstoffe (Gadow)

Gruppe 6: Konstruktionsorientiertes Fach einschl. Festigkeit

P6. Festigkeitslehre I (Roos) P7. Grundlagen der Kunststofftechnik (Fritz) P13. Technisches Design (Maier) P21. Biomedizinische Technik (Nagel) P54. Getriebelehre: Grundlagen der Kinematik (Rzepka)

Gruppe 7: Pflichtfach 1 der Studienrichtung

P14. Grundlagen der Mikrotechnik (Kück) P62. Grundlagen der Mikrosystemtechnik (Sandmaier)

Gruppe 8: Pflichtfach 2 der Studienrichtung P15. Grundlagen der Feinwerktechnik, Gerätekonstruktion und -fertigung (Schinköthe)

Gruppe 9: Freie Pflichtfachgruppe der Studienrichtung

P25. Grundlagen der Technischen Optik (Osten) Gruppe 10: Nichttechnisches Fach Studienrichtung Produktentwicklung und Konstruktionstechnik – Product Development and Design Gruppe 1: Messtechnik

P1. Messtechnik / Fertigungsmesstechnik (Casey, Westkämper) Gruppe 2: Fluid- und Festkörpermechanik

P2. Technische Strömungslehre (Riedelbauch) P3. Strömungsmechanik (Piesche) P4. Maschinendynamik (Eberhard) P5. Wärme- und Stoffübertragung (Spindler)

Gruppe 3: Regelungs- und Steuerungstechnik P11. Regelungstechnik I (Allgöwer) P12. Systemdynamische Grundlagen der Regelungstechnik / Steuerungstechnik mit An-

triebstechnik (Sawodny, Verl) Gruppe 4: Fabrikbetriebslehre und Arbeitswissenschaft

P9. Fabrikbetriebslehre (Westkämper) P10. Arbeitswissenschaft (Spath)

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Gruppe 5: Produktionsorientiertes Fach einschl. Werkstoffe P7. Grundlagen der Kunststofftechnik (Fritz) P8. Werkstofftechnik und -simulation (Schmauder) P19. Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme (Heisel) P22. Elektrische Antriebe (Roth-Stielow) P23. Materialbearbeitung mit Lasern (Graf) P24. Logistik (Wehking) P25. Grundlagen der Technischen Optik (Osten) P28. Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter (Verl) P29. Umformtechnik (Liewald) P30. Fertigung elektronischer Systeme (Burghartz) P31. Fertigungstechnik keramischer Bauteile und Verbundwerkstoffe (Gadow) P57. Oberflächen- und Beschichtungstechnik (Westkämper, Gadow)

Gruppe 6: Konstruktionsorientiertes Fach einschl. Festigkeit P6. Festigkeitslehre I (Roos)

Gruppe 7: Pflichtfach 1 der Studienrichtung

P18. Methodisches Konstruieren (Binz) Gruppe 8: Pflichtfach 2 der Studienrichtung

P55. Informationstechnik und Wissensverarbeitung in der Produktentwicklung (Binz, Katzenbach)

Gruppe 9: Freie Pflichtfachgruppe der Studienrichtung

Freie Wahl aus Gruppe 5 P38. Kraftfahrzeuge I und II (Wiedemann) P42. Grundlagen der Verbrennungsmotoren (Bargende) P61. Dichtungstechnik (Haas)

Gruppe 10: Nichttechnisches Fach Studienrichtung Produktionstechnik – Production Technology Gruppe 1: Messtechnik

P1. Messtechnik / Fertigungsmesstechnik (Casey, Westkämper) Gruppe 2: Fluid- und Festkörpermechanik

P4. Maschinendynamik (Eberhard) P5. Wärme- und Stoffübertragung (Spindler)

Gruppe 3: Regelungs- und Steuerungstechnik P12. Systemdynamische Grundlagen der Regelungstechnik / Steuerungstechnik mit An-

triebstechnik (Sawodny, Verl)

Gruppe 4: Fabrikbetriebslehre und Arbeitswissenschaft P9. Fabrikbetriebslehre (Westkämper) P10. Arbeitswissenschaft (Spath)

Gruppe 5: Produktionsorientiertes Fach einschl. Werkstoffe

P19. Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme (Heisel) P31. Fertigungstechnik keramischer Bauteile und Verbundwerkstoffe (Gadow)

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Gruppe 6: Konstruktionsorientiertes Fach einschl. Festigkeit P18. Methodisches Konstruieren (Binz)

Gruppe 7: Pflichtfach 1 der Studienrichtung

P56. Wissens- und Informationsmanagement in der Produktion (Westkämper) Gruppe 8: Pflichtfach 2 der Studienrichtung

P49. Modellierung und Simulation in der Mechatronik (Eberhard) P50. Simulationstechnik (Sawodny) P51. Numerische Strömungssimulation (Laurien / Ruprecht) P52. Optimierungsverfahren mit Anwendungen (Kistner) P53. Simulation mit Höchstleistungsrechnern (Resch)

Gruppe 9: Freie Pflichtfachgruppe der Studienrichtung

P13. Technisches Design (Maier) P14. Grundlagen der Mikrotechnik (Kück) P15. Grundlagen der Feinwerktechnik, Gerätekonstruktion und -fertigung (Schinköthe) P16. Grundlagen der Fördertechnik (Wehking, Vorwerk) P23. Materialbearbeitung mit Lasern (Graf) P28. Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter (Verl) P29. Umformtechnik (Liewald) P30. Fertigung Elektronischer Systeme (Burghartz) P38. Kraftfahrzeuge I und II (Wiedemann) P42. Grundlagen der Verbrennungsmotoren (Bargende) P57. Oberflächen- und Beschichtungstechnik (Westkämper, Gadow) P62. Grundlagen der Mikrosystemtechnik (Sandmaier)

nicht belegte Fächer der Gruppen 4, 5 und 8

Gruppe 10: Nichttechnisches Fach

Studienrichtung Modellierung und Simulation im Maschinenbau - Computational Science and Engineering Gruppe 1: Messtechnik

P1. Messtechnik / Fertigungsmesstechnik (Casey, Westkämper) Gruppe 2: Strömungsmechanik

P2. Technische Strömungslehre (Riedelbauch) P3. Strömungsmechanik (Piesche)

Gruppe 3: Maschinendynamik und Wärmeübertragung

P4. Maschinendynamik (Eberhard) P5. Wärme- und Stoffübertragung (Spindler)

Gruppe 4: Werkstoffe und Festigkeit P6. Festigkeitslehre I (Roos) P7. Grundlagen der Kunststofftechnik (Fritz) P8. Werkstofftechnik und –simulation (Schmauder)

Gruppe 5: Fabrikbetrieb und Arbeitswissenschaft

P9. Fabrikbetriebslehre (Westkämper) P10. Arbeitswissenschaft (Spath)

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Gruppe 6: Regelungs- und Steuerungstechnik P11. Regelungstechnik I (Allgöwer) P12. Systemdynamische Grundlagen der Regelungstechnik / Steuerungstechnik mit An-

triebstechnik (Sawodny, Verl)

Gruppe 7: Pflichtfach 1 der Studienrichtung P58. Softwareentwurf für technische Systeme (Resch)

Gruppe 8: Pflichtfach 2 der Studienrichtung

P59. Methode der Finiten Elemente in Statik und Dynamik (Gaul) P60. Methoden der Numerischen Strömungssimulation (Laurien)

Gruppe 9: Freie Pflichtfachgruppe der Studienrichtung

P49. Modellierung und Simulation in der Mechatronik (Eberhard) P50. Simulationstechnik (Sawodny) P51. Numerische Strömungssimulation (Laurien / Ruprecht) P52. Optimierungsverfahren mit Anwendungen (Kistner) P53. Simulation mit Höchstleistungsrechnern (Resch)

Gruppe 10: Nichttechnisches Fach

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2.2 Beschreibung der Pflichtfächer des Allgemeinen Maschinenbaus P1. Messtechnik/Fertigungsmesstechnik (Casey, Westkämper) Messtechnik I (Messen an Maschinen und Anlagen): Grundlegende Begriffe der Messtechnik, Maßsysteme. Standardsignale, Messumformer. Aufbau einer Messkette. Messunsicherheiten. Messverfahren für mechanische Größen: Weg, Dehnung, Kraft, Druck, Drehzahl, Beschleunigung, Leistung, Drehmoment, Schwingungen. Schallmessungen. Strömungs-, Durchfluss- und Mengenmessung. Messung thermischer Größen: Temperatur, Feuchte, Heizwert. Technische Gasanalyse. Messung elektrischer Größen, analog und digitale Messverfahren,

Registrierung. P2. Technische Strömungslehre (Riedelbauch) Eigenschaften von Fluiden; Stromfadentheorie und ihre Anwendung auf reibungsfreie und reibungsbehaftete Flu-ide; Impulssatz und Impulsmomentensatz; Tragflügel; Ähnlichkeitskennzahlen; mehrdimensionale Strömungen; Grenzschichten; Strömung idealer Gase. Achtung: Wird im WS 2010 / 2011 gelesen und ab SS 2011 nur noch im SS.

P3. Strömungsmechanik (Piesche) Kontinuumsmechanische Grundlagen (ausführlich): integrale und differentielle Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie. Reibungsfreie, inkompressible Strömung: Wirbelsätze, Euler, Bernoulli, Potentialströmung. Elemen-te der Gasdynamik (reibungsfreie, kompressible Strömung): Lavaldüse. Laminare und turbulente viskose Strö-mung. Einführung in die Grenzschichttheorie. Ähnliche Strömungen.

P4. Maschinendynamik (Eberhard) Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der technischen Dynamik mit praktischen Anwendungen aus dem Ma-schinenbau und zeigt Möglichkeiten rechnergestützter Methoden in der Mechanik auf (Computer Aided Enginee-ring). Der erste Teil der Vorlesung ist zunächst der Modellbildung in der Maschinendynamik gewidmet. Dann wer-den aufbauend auf der Kinematik, der Kinetik und den Prinzipien der Mechanik die rechnergestützten Berech-nungs- und Entwurfsverfahren begründet: Mehrkörpersysteme, Finite- Elemente- Systeme und Kontinuierliche Systeme. Als Anwendungen werden u. a. die Dynamik des Kurbelgetriebes und der Massenausgleich des Einzy-lindermotors behandelt. Der zweite Teil umfaßt lineare Schwingungssysteme mit endlich vielen Freiheitsgraden. Es werden freie und erzwungene Schwingungen behandelt und Fragen der Resonanz, der Scheinresonanz und der Tilgung diskutiert.

P5. Wärme- und Stoffübertragung (Spindler) Die Wärmeübertragung spielt in vielen Prozessen in der Natur und Technik eine entscheidende Rolle. Die Fähig-keit, Probleme aus diesem Bereich zu lösen, gehört zu den ingenieurwissenschaftlichen Grundkenntnissen. Wärme kann durch zwei völlig unterschiedliche Mechanismen übertragen werden: Wärmeleitung und Strahlung. Die Überlagerung der Wärmeleitung mit Strömungsvorgängen führt zum konvektiven Wärmeübergang, einphasig oder mit Phasenänderung (Verdampfung/Kondensation). Zur Behandlung dieser Vorgänge wird eine breite Palet-te von Grundlagenkenntnissen und Arbeitsmethoden verwendet, die in der Vorlesung vorgestellt und an zahlrei-chen Beispielen geübt werden.

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P6. Festigkeitslehre I (Roos) Festigkeitsberechnung von nicht angerissenen und angerissenen Bauteilen bei zähem und sprödem Werkstoff-verhalten, Einführung in die Sicherheitskonzepte, Grundlagen des Spannungs- und Formänderungszustands, Festigkeitshypothesen für statische und schwingende Beanspruchungen, Werkstoffverhalten bei statischer, schwingender und schlagartiger Beanspruchung, Sicherheitsnachweis, Erweiterung der Festigkeitsberechnung auf elastisch-plastisches Werkstoffverhalten, Bauteil-Fließkurve, Eigenspannungen, Berechnungskonzepte im Bereich der Zeit- und Betriebsfestigkeit, Berechnung von Druckbehältern, Berechnung von thermischen Bean-spruchungen, Einführung in die Bruchmechanik, Faserverbundwerkstoffe. Übungen: Anwendung des Vorle-sungsstoffes in praktischen Beispielen.

P7. Grundlagen der Kunststofftechnik (Fritz) Klassifikation, Herstellung und Eigenschaften hochpolymerer Werkstoffe: Makromolekularer Aufbau, Morphologie und Struktur der Kunststoffe, mechanisch/thermisches Stoffverhalten; Rheologie von Kunststoffschmelzen und plastischen Medien. Übersichtliche Darstellung aller heute praktizierten Kunststoffverarbeitungsverfahren, unter-gliedert nach den Technologien des Ur- und Umformens, des Trennens und Fügens sowie des Beschichtens und Veredelns, unter besonderer Berücksichtigung der Verfahrens-, Anlagen- und Werkzeugtechnik. Physikalische Grundgleichungen zur Beschreibung und Simulation von Elementarprozessen der Kunststoffaufbereitung und verarbeitung: Kontinuitäts-, Impuls- und Energiegleichung, rheologische und thermische Zustandsgleichungen- Formale Beschreibungsmöglichkeiten des viskosen, viskoelastischen und viskoplastischen Stoffverhaltens von Kunststoffschmelzen und gefüllten Systemen. Beschreibung von Geschwindigkeits- und Temperaturfeldern bei einfachen und zusammengesetzten, in der Kunststofftechnik vorkommenden Strömungsformen. Behandlung von Anlaufvorgängen. Grundlagen des Dispergierens sowie des laminaren und distributiven Mischens. Mecha-nisch/thermische Grundprozesse: Plastifizieren von Kunststoffen sowie Abkühlen von Kunststoffhalbzeugen und -formteilen. Darstellung der in Bezug auf rheologische und thermische Vorgänge in der Kunststoffverarbeitung wichtigsten dimensionslosen Modellkennzahlen.

P8. Werkstofftechnik und –simulation (Schmauder) Theoretische Grundlagen, Differentialgleichungen, Finite Differenzen, Finite Elemente, neue Modelliertechniken, Nano-, Mikro-, Meso- und Makromechanik, hierarchische Werkstoffmodellierung, Monte Carlo- und Molekulardy-namikmethoden, Versetzungstheorie, Kristallplastizität, Schichtmechanik, Homogenisierungsverfahren, Versagensmodellierung, Schädigungssimulation. Grundlagen der Versetzungstheorie: Gitterbaufehler, Verset-zungstypen, Spannungsfeld und Energie, Versetzungsreaktionen, Bewegung von Versetzungen. – Plastische Verformung von Metallen: Gleitvorgang und Fließspannung, Verfestigung bei Ein- und Vielkristallen. – Möglichkei-ten der Festigkeitssteigerungen: Mechanismen, Mischkristallbildung, Kaltverfestigung, Kornverfeinerung, Aus-scheidungshärtung, kombinierte Verfahren. Einflüsse auf das Werkstoffverhalten - Statische Beanspruchung: Vergleichsspannung und Vergleichsdehnung, Bestimmung von Fließkurven, Bauschinger-Effekt, isotrope und kinematische Verfestigung, elastisch-plastische Formänderungen, Formänderungen beim Bruch - Schwingende Beanspruchung: Dauerfestigkeit, Einflüsse auf die Dauerfestigkeit, Zeitfestigkeit, Einflüsse auf die Zeitfestigkeit, Betriebsfestigkeit, Schadensakkumulation, zyklische Fließkurve, elastisch-plastische Verformungsvorgänge, An-riß und Schwingungsbruch. Zeitstandbeanspruchung: Zeitstandversuch und Kriechkurven, Festigkeitskennwerte, Kriechgesetze, Werkstoffschädigung und Bruch. – Grundlagen des Spannungszustandes. Allgemeine Span-nungs-Dehnungs-Beziehungen. Elastisch-plastisches Werkstoffverhalten: Fließbedingungen, Gestaltänderungs-energiehypothese, Schubspannungshypothese, Hencky-Gleichungen, Prandtl-Reuss-Gleichungen. Viskoelasti-sches Werkstoffverhalten; Grundelemente und Modelle, Kriechgesetze. – Neue Werkstoffe: Übersicht, kerami-sche Werkstoffe, Verbundwerkstoffe. Übungen: Anwendung des Vorlesungsstoffes in praktischen Beispielen.

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P9. Fabrikbetriebslehre (Westkämper) Voraussetzung für jede industrielle Produktion ist die Kenntnis der Beziehungen innerhalb eines Unternehmens (Organisation - Technik - Finanzen) sowie zwischen Unternehmen und Umwelt (Beschaffung und Vertrieb). Im ersten Teil der Vorlesung wird das Unternehmen als komplexes, offenes System dargestellt. Ausgehend von der Unternehmensstrategie werden die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Betrachtungen zu Organisa-tion (Struktur und Prozesse), Produktentwicklung, Qualitätsmanagement, Logistik, Produktionsplanung, Informati-onsmanagement etc. aufgezeigt. Dabei wird auf moderne Methoden und Konzepte eingegangen. Im zweiten Teil stehen Kostenrechnung, Wirtschaftlichkeitsrechnung und Investitionsplanung im Vordergrund. Au-ßerdem werden Grundfragen der Fabrikplanung diskutiert. Es werden Themen wie Bilanzanalyse, statische und dynamische Wirtschaftlichkeitsrechnung, Prozesskostenrechnung, Life Cycle Controlling und Optimierung der Pro-duktion behandelt. Der zweite Teil kann auch vor dem ersten Teil gehört werden.

P10. Arbeitswissenschaft (Spath) Die Arbeitswissenschaft besitzt einen interdisziplinären Ansatz, der bei der Gestaltung von Arbeit humane und wirtschaftliche Ziele berücksichtigt. Diese zweiwertigen Ziele beziehen sich auf die Schaffung von menschenge-rechten Arbeitsbedingungen verbunden mit einer Unternehmensstruktur, die auf wirtschaftlichen Erfolg ausge-richtet ist. Schwerpunkte der Vorlesung sind deshalb die Bereiche Ergonomie (Arbeitswissenschaft I) und Ar-beitssystemgestaltung (Arbeitswissenschaft II). Im Vorlesungsschwerpunkt "Ergonomie" werden die für die Arbeitswissenschaft relevanten Bereiche der Physio-logie und der Psychologie behandelt. Ausgehend von diesen Grundlagen wird die ergonomisch richtige Gestal-tung der Arbeitsumgebung und des Arbeitsplatzes aufgezeigt. Weiterhin werden Regeln und Empfehlungen für eine integrierte, ergonomische Produktgestaltung und für die Mensch-Maschine-Schnittstellengestaltung bespro-chen. In Übungseinheiten wird an Beispielen die Vorgehensweise bei der Planung neuer Arbeitsstrukturen aufgezeigt. Anhand von Gestaltungsaufgaben wird die maßliche Auslegung von Arbeitsplätzen geübt, und durch Fallbeispiele wird die Produktverbesserung durch die ergonomische Arbeitsmittelgestaltung vorgestellt. Im zweiten Teil der Vorlesung stehen Methoden und Grundlagen der Arbeitssystemgestaltung im Vordergrund. Der Bogen wird dabei von den Arbeitsanalysemethoden über die Vorgehensweise bei der Arbeitsstrukturierung bis hin zu Fragestellungen der Personalqualifizierung und der Arbeitsorganisation gespannt. Einen Schwerpunkt bildet in diesem Zusammenhang die Einführung von neuen Arbeitsstrukturen (Gruppenarbeit).

P11. Regelungstechnik I (Allgöwer) In der Vorlesung werden die fachübergreifenden Konzepte und Methoden zur mathematischen Beschreibung und Analyse von dynamischen Systemen behandelt. Neben den systemtheoretischen Grundlagen liegt ein zweites Schwergewicht der Vorlesung auf der Einführung in die modernen Methoden zum Entwurf von Regelungssyste-men. Inhalt: Modellierung dynamischer Systeme. Beschreibung von dynamischen Systemen im Zeit- und Frequenzbe-reich (Differentialgleichungen, Laplace Transformation, Übertragungsfunktion, Frequenzgang, Bode-Diagramm, Zustandsraumdarstellung). Analyse linearer dynamischer Systeme. Formulierung von Anforderungen an den geschlossenen Kreis (Stabilität, Führungs- und Störverhalten, Robustheit, etc.). Entwurf von Regelungen (Ein-stellregeln, loop-shaping, Polvorgabe, etc.). Entwurf von Beobachtern.

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P12. Systemdynamische Grundlagen der Regelungstechnik / Steuerungstechnik mit Antriebstechnik (Sawodny, Verl)

Teil 1 - Einführung in die Regelungstechnik I (Sawodny): Modellierung dynamischer Systeme; Einführung in die Integraltransformationen; Analyse linearer dynamischer Systeme (Zeitverhalten, Stabilität), Darstellung im Zeit- und Frequenzbereich, Struktur und Beschreibung eines Regelkreises; einfache Entwurfsmethodik im Frequenz- und Zeitbereich. Teil 2 - Steuerungstechnik mit Antriebstechnik (Verl): Behandelt die Grundbegriffe der Steuerungstechnik und die verschiedenen Steuerungsarten: mechanische Steuerungen, ölhydraulische und pneumatische Steuerungen, Kontaktsteuerungen, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und Bewegungsteuerungen (Werkzeugma-schinensteuerung, Robotersteuerung). Inhalt sind der Aufbau, die Architektur, die Komponenten, die Funktions-weise und die Programmierung dieser Steuerungsarten. Vertieft wird der Bereich der Antriebstechnik und Mess-systeme für Fertigungseinrichtungen, sowie die Kommunikationstechnik im industriellen Umfeld (Feldbustechnik). P13. Technisches Design I/II (Maier) TD I: Darlegung des Designs als Teilnutzwert eines technischen Produkts und ausführliche Behandlung der wert-relevanten Parameter an Anwendungsbeispielen. Ausführliche Behandlung der Mensch-Produkt-Anforderungen, wie z.B. der demografischen, der geografischen und der psychgrafischen Merkmale sowie der ergonomischen Grundlagen. TD II: Behandlung des Designs als Bestandteil des methodischen Entwickelns und Konstruierens und Anwen-dung der Designkriterien in der Gestaltkonzeption von Einzelprodukten. Dazu zählen das Design in der Pla-nungsphase mit Kreativmethoden zu neuen Designideen sowie das Exterior-Design von Einzelprodukten mit Funktions-, Tragwerks- und Interfacegestaltung.

P14. Grundlagen der Mikrotechnik (Kück) Werkstoffe der Mikrotechnik, Kristallographie, mechanische Bearbeitung von Festkörpern in der Mikrotechnik, Elastizitätstheorie anisotroper Körper, Vakuumtechnik, Physical Vapor Deposition (PVD), Chemical Vapor Depo-sition (CVD), Hochtemperaturprozesse, Ionenimplantation, Lithographie und Maskentechnik, Nass- und Trocken-ätztechnik, Mikrotechnische Bauelemente, Reinraumtechnik, Grundlagen der Aufbau- und Verbindungstechnik für Mikrosysteme, LIGA-Technik, Mikrostrukturen aus Kunststoff, Mikrospritzguss, Prägen, spanende Mikrobearbei-tung, Erodieren, Lasermikrobearbeitung, Stereolithographie, Messgeräte der Mikrotechnik, grundlegende mikro-technische Fertigungsprozesse.

P15. Grundlagen der Feinwerktechnik, Gerätekonstruktion und -fertigung (Schinköthe) Einführung in die Grundlagen der Entwicklung und Konstruktion feinwerktechnischer Systeme bzw. Geräte unter Berücksichtigung des engen Zusammenhanges zwischen konstruktiver Gestaltung und zugehöriger Fertigungs-technologie. Themenkreise: Methodische Ansätze zur kreativen Lösungsfindung, Zuverlässigkeit und Sicherheit sowie Genauigkeit und Fehlerverhalten von Geräten, Präzisionsgerätetechnik (Anforderungen und Aufbau ge-nauer Maschinen) Toleranzrechnung, Schwingungs- und Lärmminderung in Geräten, Kunststofftechnologie und - anwendung in der Feinwerktechnik (Werkstoff, Verfahren, Konstruktion, Werkzeugkonstruktion), aktuelle Entwick-lungstendenzen (beispielsweise Rapid Prototyping). In Übungen und Praktika werden ausgewählte Themen an konkreten Beispielen vertieft.

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P16. Grundlagen der Fördertechnik (Wehking, Vorwerk) Konstruktionselemente der Fördertechnik: Einteilung und Systematisierung der Fördertechnik. Bauteile der Fördertechnik: Seile und Seiltriebe, Ketten- und Kettentriebe, Bremsen, Bremslüfter und Gesperre, Laufrä-der/Schienen, Lastaufnahmemittel für Massen- und Schüttgüter, Anschlagmittel, Kupplungen, Antriebe mit Verbrennungsmotoren, Elektrische Antriebe (Gleichstrom- und Drehstrom-Asynchronmotoren, Frequenzumrich-ter),Hydrostatische Antriebe. Grundlagen der Materialflusstechnik: Stetigförderer (Band- und Kettenförderer, Becherwerke, Hängeförderer, Schwingförderer, Schneckenförderer, angetriebene Rollenbahnen, Schwerkraft- und Strömungsförderer), Unste-tigförderer (Flurförderzeuge, flurgebundene Schienenfahrzeuge, aufgeständerte Unstetigförderer, flurfreie Unste-tigförderer), Lagertechnik (Systematisierung nach Bauart und Lagergut, statische und dynamische Lager).

P17. Konstruktion der Fahrzeuggetriebe (Bertsche/ Krolo) Zusammenarbeit Motor/Getriebe. Systematik der Fahrzeuggetriebe. Auswahlkriterien. Getriebe- und Fahrzeug-wirtschaftlichkeit. Entwicklungsablauf. Leistungsprofil für PKW- und LKW-Getriebe. Konstruktionsmethoden für Fahrzeuggetriebe: Lastenheft, Abstrahieren von Aufgabenstellungen, Funktionsanalysen, methodische und intui-tive Lösungsfindung, Lösungsauswahl durch Bewertung. Lebensdauerberechnung, Lastkollektive. Auslegung der kritischen Bauteile: Zahnräder, Wandler, Wellen, Synchronisationen, Kupplungen, Schaltanlagen. Pneumatische und elektronische Getriebesteuerungen. Typische Schäden und Konstruktionsfehler. Zuverlässigkeit und Ausfall-wahrscheinlichkeit von Seriengetrieben. Technische Dokumentation und Stücklistenorganisation. Konstruk-tionsbeispiele: PKW-Getriebe, LKW-Getriebe. Automatengetriebe für PKW und LKW. Luftfahrtgetriebe. Entwick-lungstrends.

P18. Methodisches Konstruieren (Binz) Einordnung des Konstruktionsbereichs im Unternehmen - Notwendigkeit des methodischen Konstruierens, Kon-struktionsmethoden - Grundlagen technischer Systeme - Grundlagen methodischen Vorgehens - der Prozess des Planens und Konstruierens - allgemeiner Lösungsprozess - Arbeitsfluss beim Planen und Konstruieren - allge-mein einsetzbare Lösungs- und Beurteilungsmethoden - Methoden für die Konstruktionsphasen Produktpla-nung/Aufgabenklärung, Konzipieren, Entwerfen und Ausarbeiten - Grundregeln zur Gestaltung, Gestaltungsprin-zipien, Gestaltungsrichtlinien - Systematik der Fertigungsunterlagen - Entwickeln von Baureihen und Baukästen - Methoden zur qualitätssichernden Konstruktion - Beispiele. In die Vorlesungen sind einzelne Übungseinheiten integriert.

P19. Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme (Heisel) Überblick, wirtschaftliche Bedeutung von Werkzeugmaschinen – Anforderungen, Trends und systematischen Einteilung – Beurteilung der Werkzeugmaschinen – Einführung in die Zerspanungslehre, Übungen – Berechnen und Auslegen von Werkzeugmaschinen (mit FEM) – Baugruppen der Werkzeugmaschinen – Drehmaschinen und Drehzellen – Bohr- und Fräsmaschinen, Bearbeitungszentren - Maschinen für die Komplettbearbeitung - Ausge-wählte Konstruktionen spanender Werkzeugmaschinen – Maschinen zur Gewinde- und Verzahnungsherstellung – Maschinen zur Blechbearbeitung – Erodiermaschinen – Maschinen für die Strahlbearbeitung – Maschinen für die Feinbearbeitung – Maschinen für die HSC- Bearbeitung – Rundtaktmaschinen und Transferstrassen – Ma-schinen mit paralleler Kinematik – Rekonfigurierbare Maschinen, Flexible Fertigungssysteme

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P20. Zuverlässigkeitstechnik (Bertsche) Bedeutung und Einordnung der Zuverlässigkeitstechnik - Übersicht zu Methoden und Hilfsmittel - Behandlung qualitativer Methoden zur systematischen Ermittlung von Fehlern bzw. Ausfällen und ihren Auswirkungen, z.B. FMEA (mit Übungen), Fehlerbaumanalyse FTA, Design Review (konstruktiv) - Grundbegriffe der quantitativen Methoden zur Berechnung von Zuverlässigkeits- und Verfügbarkeitswerten, z.B. Boolesche Theorie (mit Übun-gen), Markov Theorie, Monte Carlo Simulation - Auswertung von Lebensdauerversuchen (z.B. mit Weibull-Verteilung) - Zuverlässigkeits-Nachweisverfahren - Zuverlässigkeitssicherungsprogramme. P21. Biomedizinische Technik (Nagel) Elektrische Eigenschaften biologischer Gewebe; Elektroden; Meßwandler (elektrische, elektrochemische, thermoelektrische, photoelektrische, mechanoelektrische, piezoelektrische und elektromagnetische Meßwandler, Biosensoren); Grundkenntnisse der Signalableitung; Verstärker für Biopontentiale; Medizinische Gerätesicherheit; Erfassung physiologischer Signale: Elektroencephalogramm (EEG), Elektrodurogramm (EDG), Elektrokorti-ogramm (EkoG), Elektroneurogramm (ENG) und evozierte Potentiale (EP), Elektrokardiogramm (EKG), Vektor-kardiogramm, Potentialverteilung, Magnetokardiogramm (MKG), Elektromyogramm (EMG), Elektroretinogramm (ERG), Elektrookulogramm und Elektronystagmogramm, Impedanzkardiogramm, Phonokardiogramm; Lungen-funktionsdiagnostik. Herz- und Kreislaufdiagnostik: Blutdruckmessung (Verfahren, Informationsgewinnung), Durchblutungsmessung (Plethysmographie), Blutflußmessung (Strömungsgeschwindigkeit, Herzzeitvolumen, Herzzeitintervalle, funktio-nelle Parameter); Geräte zur Unterstützung von Gehör, Sprache und Auge; Funktions- und Organersatz, funktio-nelle elektrische Stimulation; bildgebende Verfahren (Ultraschalltechnik, Magnetresonanztechnik, Röntgentech-nik, Szintigraphie, Thermographie, Endoskopie); therapeutische Verfahren (Lithotripsie, Diathermie, Endoskopi-sche Verfahren, Elektro- und Laserchirurgie); Anästhesie-Geräte; Rehabilitation; molekulare Elektronik; Zelltech-nik. P22. Elektrische Antriebe (Roth-Stielow) Betriebsverhalten typischer Arbeitsmaschinen; Grundschaltungen leistungselektronischer Stellglieder; Grundlagen, Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten elektrischer Maschinen: Gleichstrommaschine, Asynchronmaschine, Synchronmaschine; Regelung von Drehfeldmaschinen. Übungen: Berechnung von Antriebsaufgaben mit praktischem Hintergrund. P23. Materialbearbeitung mit Lasern (Graf) Einführung in das Strahlwerkzeug Laser: Ausbreitung und Charakterisierung von Laserstrahlen, Laser für die Fertigung (Funktionsweise und Bauformen). Systemtechnik, Werkstückhandhabung. Grundlagen der Wechsel-wirkung Laserstrahl/Werkstück (Einfluss von Wellenlänge, Intensität, Polarisation, Werkstoffeigenschaften). Ferti-gungsverfahren: physikalische und technologische Grundlagen zum Schneiden, Schweißen, Oberflächenmodifi-kation, Bohren und Abtragen. Prozesskontrolle, Sicherheitsaspekte, Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. P24. Logistik (Wehking) I) Grundlagen der Logistik: Logistik: Definitionen, Bedeutung. Einführung Materialflusslehre, Steuerungstechnik und Informationsfluss, Wirtschaftlichkeit logistischer Systeme. Ausgewählte Strategien und Konzepte in der Logis-tik: SCM, ECR, JIT, LLZ, Kanban. Beschaffungslogistik: Bestellpolitik, Beschaffungsstrategien und Lieferanten-management. Produktionslogistik: Losgrößenbestimmung, Layoutplanung. Distributionslogistik: Lagerarten, Kommissionierstrategien, Distributionsstruktur. Entsorgungslogistik: Strategien. II) Umschlags- und Handhabungstechnik: Umschlags- und Handhabungsprozesse anhand von Transportket-ten, Verpackungen, Behälter, Paletten, Container, Paletten- und Containerbeladung, Strichcodes und Transponder (RFID), Handhabungstechnik, Roboterkinematik, Sensorik, Aktorik, Robotersteuerung, Werk-zeuge Roboter im Materialfluss, Umschlagstechnik, Ladezonen, Umschlagsanlagen.

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P25. Grundlagen der Technischen Optik (Osten) Zielsetzung: Einführung der Grundgesetze der geometrischen und physikalischen Optik - Grundgesetze der geometrischen Optik; Reflexion, Brechung, Totalreflexion, Dispersion. Optische Abbildung im achsnahen Gebiet (Gaußsche Dioptrik) sowie Strahlenbegrenzung. Anwendung der Gaußschen Dioptrik auf optische Systeme und Geräte (Mikroskop, Fernrohr, Projektionsgerät, Fotoapparat) sowie Behandlung des Auges als optisches System - Grundlagen der physikalischen Optik; Beugung, Interferenz - Physikalische Grenzen bei optischen Abbildungen und Geräten, Auflösung optischer Geräte. Diskussion der Bildfehler und deren Einfluß auf die Bildqualität - Grundlagen der Lichttechnik; photometrische Grundgesetze (Radiometrie, Photometrie), physikalische und photometrische Strahlenmessung, Beleuchtung optischer Geräte. Die Vorlesung wird mit Übungen und Experi-menten ergänzt. P26. Sicherheitstechnik (Eisinger / Laurien / Buck) Sicherheitstechnik I (Eisinger): Einführung, Vorschriften, Zuverlässigkeitsfunktionen, Ermittlung von Verteilun-gen, Statistik, Sicherheitskriterien. Gegenseitige Gefährdung von Mensch-Maschine-Umwelt, Redundanz, Ein-trittswahrscheinlichkeit, Kontrolle/Reparatur, Diversitätsprinzip, Ausfallfolgewahrscheinlichkeit, Maßnahmen ge-gen einzelne Gefahren.- Sicherheitstechnik II: Gefährdungspotential, Sicherheit und Schutz, Schutzziele, Kompo-nenten - und Anlagensicherheit, Mensch-Maschine-System, Sicherheitsstrategien, Störfallvorsorge, Schadensbe-grenzung, Methoden der Sicherheitsanalyse: System- und Störfallanalyse, Zuverlässigkeitsanalyse, Ausfalleffekt-analyse, Risikoanalyse. Sicherheitstechnik II (Laurien / Buck): Reaktorsicherheit: Grundlagen der Kernspaltung, prinzipieller Aufbau von Kernreaktoren. Darstellung des prinzipiellen Gefahrenpotentials von Kernreaktoren. Sicherheitsstrategien und Wirkungsweise der zur Vermeidung von Störfällen eingebauten Sicherheitssysteme (aktive und passive Sicher-heit). Ausgewählte Beispiele von Sicherheitsanalysen z. B. für einen Druckwasserreaktor. Zuverlässigkeits-/Risikoanalysen, Fehlerbäume. Möglichkeiten der Reduzierung der Auswirkungen eines großen Reaktorunfalls zukünftiger Druckwasserreaktoren auf die Umgebung. Darstellung der Störfallabläufe der Reaktorkatastrophen von Windscale, TMI, Tschernobyl (Wie konnte es dazu kommen? Was wurde unternommen, um solche Katastro-phen in Zukunft zu vermeiden?) Ausgewählte Beispiele von vorgeschlagenen inhärent sicheren Reaktoren. End-diskussion: Sind Kernreaktoren verantwortbar? P27. Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme (Klemm) Lehrstoff dieser zweisemestrigen Vorlesung sind Methoden und Softwaresysteme, die in produzierenden Unter-nehmen in den Bereichen Arbeitsplanung, Prozessplanung und in der Produktion selbst eingesetzt werden. Als Grundlage für das Verständnis werden zunächst die Struktur von Produktionsunternehmen, die Informations-flüsse und die verschiedenen Klassen von flexiblen Fertigungseinrichtungen behandelt. Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme I (Wintersemester): Methoden und Softwaresysteme für die Arbeits- und Prozessplanung, insbesondere die Programmierung numerischer Steuerungen (CNC) für Werkzeug-maschinen und Industrieroboter. Manuelle und rechnergestützte NC-Programmierung, die Verfahrenskette von der Konstruktionszeichnung bis zu den NC-Steuerdaten (CAD/NC-Verfahrenskette) und die featurebasierte, objektori-entierte Werkstückmodellierung werden betrachtet. Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme II (Sommersemester): Funktionen und Systeme der Produk-tionsleittechnik, insbesondere Fertigungsleitsysteme. Automatisierung der Informationsflüsse, verschiedene Klas-sen von Leitsystemen für die flexible Fertigung und ihre jeweiligen Funktionsprofile, ausgewählte Leitfunktionen und ihr softwaretechnischer Entwurf (funktions- und objektorientiert), Kommunikationssysteme in der Fertigung, verschiedene Produktionsinformationssysteme (Basis: Informationsmodelle, Hypermediatechniken, XML).

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P28. Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter (Verl)

Die Vorlesung vermittelt die Anwendung der Steuerungstechnik in Werkzeugmaschinen und Industrierobotern und zeigt die Möglichkeiten heutiger Steuerungskonzepte vor dem Hintergrund komfortabler Bedienerführung, integrierter Mess- und Antriebsregelungstechnik (mechatronische Systeme) sowie Diagnosehilfen bei System-ausfall auf. Im ersten Teil der Vorlesung wird auf die verschiedenen Steuerungsarten bei Werkzeugmaschinen eingegangen, wobei neben den Kurvensteuerungen vor allem die numerischen Steuerungen von Werkzeugma-schinen behandelt werden. Nicht nur die Komponenten innerhalb der Steuerung zur Lagesollwertbildung oder Adaptive Control-Verfahren werden vorgestellt, sondern es wird auch auf Fragen der Auslegung der Antriebs-technik und die Problemstellungen der Regelungs- und Messtechnik eingegangen. Im zweiten Teil der Vorlesung wird eine Einführung in den speziellen Bereich der Robotersteuerungen gegeben, wobei insbesondere die Problematik der Integration der Transformation der Roboterkinematik behandelt wird. Durch ausführliche Beispiele werden die Bewegungsgleichungen und neue Programmiertechniken von Industrie-robotern erläutert.

P29. Umformtechnik (Liewald) Grundlagen der Umformtechnik: Metallkundliche Grundlagen; mathematische Beschreibung von Umformvorgän-gen; Reibung und Schmierung. Verfahren der Blechbearbeitung: Schneiden; Biegen; Tiefziehen; Streckziehen; Ziehen von Karosserieteilen; Umformen mit Wirkmedien; Walzen; Verfahren der Massivumformung: Kalt-, Warm-stauchen; Schmieden (Freiform- und Gesenkschmieden, Thixoschmieden); Durchdrück- und Durchziehverfahren (Fließpressen; Strangpressen; Ziehen von Stäben, Drähten, Rohren und Profilen).

P30. Fertigung elektronischer Systeme (Burghartz) Aktive und passive Bauelemente. Sensoren und Aktoren. Elektro- und mikromechanische Komponenten. Mono-lithische und hybride Integration, Aufbau- und Verbindungstechnik. Materialien für die Mikroelektronik. Additive, subtraktive und Lithografie-Prozesse. Reinst- und Feinst-Technologien. Sicherheitstechnik und Umweltverträg-lichkeit. Prozeßintegration, -Kontrolle, -Automation und Ausbeute. Entwicklungs- und Fertigungsaufwand, Zeit und Kosten für anwendungsspezifische Mikrosysteme. Prüftechnik, Störsicherheit, Ausfallsicherheit und Zuverlässig-keit elektronischer Systeme. System-Qualifikation und -Dokumentation.

P31. Fertigungstechnik keramischer Bauteile und Verbundwerkstoffe (Gadow) Das Pflichtfach besteht aus der Vorlesung „Fertigungstechnik keramischer Bauteile“ (2 SWS) und wahlweise der Vorlesung „Verbundwerkstoffe I“ oder „Verbundwerkstoffe II“ (jeweils 2 SWS). Inhalt des Pflichtfaches sind die Grundlagen keramischer Werkstoffe (Strukturkeramik) und keramischer Verfahrens- und Fertigungstechnik. Er-gänzend dazu die Entwicklung neuer, kostengünstiger Fertigungstechnologien zur serientauglichen Herstellung von Verbundwerkstoffen mit keramischer (CMC) und metallischer (MMC) Matrix für hochwarmfeste und ver-schleißbeständige Leichtbaustrukturen; oder alternativ: Oberflächentechnik und Schichtverbunde, d. h. Beschich-tung von Bauteilen mit speziellen Hartstoff- und Kombinationsschichten sowie Entwicklung funktioneller Oberflä-chen (v. a. anhand thermokinetischer Beschichtungen).

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P33. Energiesysteme I: Grundlagen der Energiewirtschaft und Energieversorgung (Voß)

Die volkswirtschaftliche Bedeutung der Energie; Entwicklung der Energienachfrage und des Energieverbrauchs in der BRD und weltweit; Energiebedarf sektoral; Energiereserven und Energiepotentiale; Energieversorgungsstruk-turen und ihre Entwicklung; Primärenergieträger und ihre Nutzungsmöglichkeiten; Mineralöl, Gas, Kohle, Kern-energie, erneuerbare Energiequellen; Strom- und Fernwärmewirtschaft; Wirtschaftlichkeitsmethoden; Energie und Umwelt. P34. Grundlagen der Heiz- und Raumlufttechnik (M. Schmidt) Grundaufbau von Heiz- und RLT- Anlagen: Nutzenübergabe, Luftaufbereitung, Verteilung der Wärme- und Kälte-energien, Energieerzeugung, Systematik der Heiz- und RLT- Anlagen; 2. Vorgaben an die Heiz- und RL-Technik: Meteorologische und physiologische Grundlagen, prozeßtechnische Vorgaben; 3. Strömungs- und wärmetechni-sche Grundlagen: Strömung in Kanälen und Räumen, Wärme- und Stoffübergang durch Konvektion, Temperatur-strahlung, instationärer Wärmefluß in Wänden, Lastrechnungen; 4. Klimaprozesse im h,x- Diagramm; 5. Verbren-nung; 6. Bestimmung von Auslegungsdaten; 7. Grundbegriffe der Regelungstechnik für HLK- Anlagen.

P35. Kerntechnische Anlagen zur Energieerzeugung (Laurien) Ziele: Vermittlung der Bedeutung der Kernenergie in Deutschland und weltweit, Ermöglichung fundierter, verglei-chender Bewertungen bzgl. Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit, Risiken der Kernenergie mit anderen Primär-energieträgern (fossil, regenerativ) anhand erworbener Kenntnisse aus folgenden Kernenergie-Themenbereichen: Darstellung Kernkraftwerksbauarten inkl. Reaktortypen SWR, DWR, HTR, Candu, RBMK, WWER und schnelle Reaktoren, Einführung in die Reaktorphysik, d. h. in die Kernspaltungsprozesse einschließlich deren Beeiflussung im Reaktorkern, Strahlenschutz und Strahlentechnik, Beschreibung der Thermohydraulik anhand ausgewählter Fallbeispiele, Darstellung Reaktorstörfall-Szenarien und entsprechender Reaktorsicherheitskonzepte, Darlegung des nuklearen Brennstoffkreislaufs (u. a. Brennstoffherstellung, Wiederaufbereitung, Endlagerung), Beschreibung neuer fortschrittlicher Reaktorkonzepte (Gen IV - Fissionsreaktoren) sowie Entwicklung/Perspektiven der Kernfusi-on, Einführung in die gesetzlichen Grundlagen (z. B. Atomgesetz, meldepflichtige Störfälle, „Atomausstieg“, etc.).

P36. Energie- und Umwelttechnik (Scheffknecht) Überblick über Primärenergieträger, Überblick über Kraftwerkstechnologien (Strom- und Wärmeerzeugung), Energieintensive Industrieprozesse (Auswahl), Schadstoffminimierungs- und rückhaltesysteme, CO2 – Problema-tik und CO2-Reduktionsmöglichkeiten, Erneuerbare Energien, Überblick zu Wasserstoffwirtschaft und Brennstoff-zellen.

P37. Grundlagen technischer Verbrennungsvorgänge I+II (Kronenburg) I: (Kronenburg): Einige grundlegende Begriffe und Phänomene, Erhaltungsgleichungen, laminare Verbrennung, Thermodynamik, Viskosität, Diffusion und Wärmeleitung, chemische Reaktion, Reaktionsmechanismen, laminare vorgemischte Flammen, laminare nicht vorgemischte Flammen, Selbstzündung, Fremdzündung, Detonation. II: (Kronenburg): 3D-Navier-Stokes-Gleichungen für reaktive Strömungen; turbulente Geschwindigkeitsfelder; Flamelet- Konzepte; gestreckte Flammenfronten; turbulente Vormischflammen, ottomotorische Verbrennung; turbulente Diffusionsflammen, Feuerungen; Diesel-Motoren; Rußbildung; NO-Bildung; Restkohlenwasserstoffe, Flammenlöschung; Motorklopfen.

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P38. Kraftfahrzeuge I und II (Wiedemann) Daten aus der Verkehrswirtschaft; Entwicklung der Statistik der Straßenverkehrsunfälle; Trends beim Energie-verbrauch, bei der Schadstoff- und Geräuschemission des Straßenverkehrs; Arbeitsabschnitte bei der Pkw-Entwicklung; Kraftfahrzeug-Konzepte; Energetische Betrachtungen, Hauptgleichung des Kraftfahrzeugs; Kraftstoffverbrauch; Leistungsangebot; Fahrwiderstände; Fahrleistungen; Fahrgrenzen; Kraftfahrzeug-Recycling; Alternative Fahrzeugkonzepte. Räder und Reifen; Bremsen; Lenkung, Fahrwerk; Radaufhängungen; Kraftüber-tragung mit Kupplung, Getriebe, Gelenkwellen. Berechnungen zu Kraftfahrzeuge.

P39. Ackerschlepper und Ölhydraulische Antriebe und Steuerungen (Böttinger) I. Ackerschlepper: Bauarten und Einsatzbereiche von Ackerschleppern und selbstfahrenden Landmaschinen, Auslastung von Ackerschleppern, Lastannahmen, Lastkollektive. Konstruktive Gestaltung von Getriebe, Motor, Lenkung, Bremsen, Fahrerplatz, Geräteanbau (einschließlich Lastschaltgetriebe, stufenlose Getriebe, Aufladung, alternative Kraftstoffe, Dreipunktanbau). Fahrkomfort und Sicherheit, Schlepperschwingungen, Weiterrollverhal-ten, OECD-Test. Fahrmechanik, Kräfte am Fahrzeug, Kraftübertragung Rad/Boden, Wirkungsgrade. II. Ölhydraulik: Strömungstechnische Grundlagen, Hydropumpen und Hydromotoren, Hydrozylinder, Ventile, Bau-elemente zur Energieübertragung, Hydraulikanlagen, Anwendungen in Ackerschleppern und Landmaschinen.

P40. Grundlagen Schienenfahrzeugtechnik und -betrieb (Bögle) Allgemeine Verkehrsfragen und Überblick über die Entwicklung der Eisenbahntechnik. Systemverbund Bahn mit den Verbundschnittstellen Fahrzeug - Gleis – Leittechnik – Bahnbetrieb. Fahrwiderstände, Zugkraft- und Leis-tungsberechnung, Fahrdynamik, Energieverbrauch, Wirtschaftlichkeit. Fahrweg, Radsätze, Lager, Federung, Zug- und Stoßeinrichtungen, Laufwerke. Fragen des Fahrzeuglaufs (statisch und dynamisch), Entgleisungsvorgang. Sicherheitseinrichtungen: z. B. Bremsen, Sifa, Indusi, LZB, ETCS, GSM-R. Ausgeführte Fahrzeuge: Güter- und Personenwagen (Anforderungen, Konstruktion, Innenausstattung, Heizungs- und Klimatechnik), Lokomotiven, Triebwagen, Sonderfahrzeuge, Zahnradbahnen. Instandhaltung der Fahrzeuge. Emissionen bei Schienenfahr-zeugen (Lärm und Abgase). Bahnstromversorgung. Neue Bahnsysteme.

P41. Grundlagen der Thermischen Strömungsmaschinen (Casey) Anwendungsgebiete und wirtschaftliche Bedeutung - Bauarten - Thermodynamische Grundlagen - Fluid-eigenschaften und Zustandsänderungen - Strömungsmechanische Grundlagen, Anwendung auf die Gestaltung der Bauteile - Ähnlichkeitsgesetze - Turbinen- und Verdichtertheorie - Verluste und Wirkungsgrade, Möglichkeiten ihrer Beeinflussung - Systematik der Bauteile, Beanspruchungen, Auslegung, Fertigung - Festigkeits- und Schwingungsprobleme - Labyrinthdichtungen - Rotordynamik - Betriebsverhalten - Instationäre Beanspruchungen - Kennfelder, Regelungsverfahren - Moderne numerische Berechnungsverfahren.

P42. Grundlagen der Verbrennungsmotoren (Bargende) Einführung; Definition und Einteilung; Ausführungsbeispiele; thermodynamische Grundlagen; Kenngrößen. Kraftstoffe; Gemischbildung; Zündung und Verbrennung beim Ottomotor; Gemischbildung, Verbrennung und Schadstoffentstehung beim Dieselmotor; Ladungswechsel; Aufladung; Schmierölkreislauf; Kühlung. Auslegung des Verbrennungsmotors; Triebwerksdynamik; Konstruktionselemente; Abgas- emissionen; Geräuschemissionen.

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P43. Technik der Thermischen Abfallbehandlung und Abgasreinigung (in Englisch) (Seifert, Baumbach) Teil 1: Technik der Thermischen Abfallbehandlung (in Englisch) (Seifert) Abfallwirtschaft - Einführung; Gesetzliche Regelungen; Ziele und Entwicklungen der thermischen Abfallbehand-lung (TAB); Grundverfahren der TAB; Verfahren der Abfallverbrennung - Vergleich der Grundverbrennungssys-teme; Pyrolyse / Vergasungsverfahren; TAB-Kombiprozesse. Teil 2: Abgasreinigung bei Feuerungsanlagen (in Englisch) (Baumbach/Seifert) Entstaubungsverfahren, Stickstoffoxidminderung (katalytisch, nicht katalytisch); Rauchgasentschwefelung (trocken und nass); Verfahren zur Abscheidung spezieller Schadstoffe.

P44. Chemische Reaktionstechnik I (Nieken) Einführung in die mathematische Beschreibung chemischer Reaktoren. Stöchiometrie, Thermodynamik und Ki-netik chemischer Reaktionen. Idealisierte Reaktormodelle, Bilanzierung und Auslegung von Reaktionsanlagen; Betriebsverhalten von Rührkesselreaktoren, Rohr- und Festbettreaktoren; nicht-ideales Rohrverhalten.

P45. Grundlagen der Thermischen Verfahrenstechnik (Groß) Aufgabe der Thermischen Verfahrenstechnik ist die Trennung fluider Mischungen. Thermische Trennverfahren wie die Destillation, Absorption oder Extraktion spielen in vielen verfahrens- und umwelttechnischen Prozessen eine zentrale Rolle. In der Vorlesung werden aufbauend auf den Grundlagen aus der Thermodynamik und der Wärme- und Stoffübertragung die genannten Prozesse behandelt (Modellierung, Auslegung, Realisierung). Daneben werden allgemeine Grundlagen wie das Gegenstromprinzip und Unterschiede zwischen Gleichge-wichts- und kinetisch kontrollierten Prozessen erläutert.

P46. Grundlagen der mechanischen Verfahrenstechnik (Piesche) Kennzeichnung grobdisperser Stoffsysteme, Einphasenströmungen in Rohrleitungen und Kanälen, Kennzahlen und Ähnlichkeitsgesetze, Widerstandsverhalten von Partikeln in Strömungen, Durchströmung von Packungen und Wirbelschichten, Trennprozesse und Kennzeichnung einer Trennung, Mischprozesse für disperse und nicht-disperse Medien, Zerteilprozesse, Agglomerationsprozesse.

P48. Konstruktion von Textilmaschinen und Textilverfahrenstechnik (Planck) Spezielle Anforderungen an Textilmaschinenelemente; Automatisierungskonzepte; Berechnungsbeispiele; Garn-herstellung; Spulen; Zwirnen; Texturieren; Tuften; Vliesstoffherstellung.

P49. Modellierung und Simulation in der Mechatronik (Eberhard) Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Modellbildung mechatronischer Systeme durch eine Betrachtung der einzelnen Systemkomponenten. Ausgehend von der mechanischen Konstruktion werden Aktoren und Sensoren, deren Signale und die zugehörigen Prozessdatenverarbeitung beschrieben. Der Reglerentwurf vervollständigt die Modellbildung mechatronischer Systeme. Die einzelnen Komponenten werden modular modelliert, wobei sich für die nichtlineare Mechanik besonders die Methode der Mehrkörpersysteme anbietet. Für ausgewählte Schwin-gungssysteme wird das dynamische Verhalten analysiert und diskutiert, wobei sowohl simulierte als auch gemes-sene Systemantworten herangezogen werden. Dabei spielt die experiomentelle Modalanalyse eine bedeutende Rolle. Am Ende steht ein Block zur industriellen Anwendung mechatronischer Konzepte.

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P50. Simulationstechnik (Sawodny) Die Vorlesung behandelt Methoden, Werkzeuge und Anwendungen für die Rechnersimulation von dynamischen Systemen. Dabei wird zwischen kontinuierlichen Simulationsmodellen z.B. in der Mechatronik oder Regelungs-technik und diskreten Warte-Bedien-Modellen für Stückprozesse z.B. in der Produktion oder Logistik unterschie-den. Der methodische Teil der Vorlesung befasst sich mit der stationären und dynamischen Analyse von Simula-tionsmodellen sowie mit der numerischen Lösung von gewöhnlichen Differentialgleichungen mit Anfangs- oder Randbedingungen. Dabei werden die Eigenschaften Fehlerordnung, Stabilität und Konvergenz der numerischen Verfahren erläutert. Außerdem werden Stückprozesse als Warte-Bedien-Systeme beschrieben und deren Kenn-größen aus der Warteschlangentheorie eingeführt. Als Beispiele für ein bild- und gleichungsorientiertes Simulationswerkzeug wird MATLAB/SIMULINK zur Simulati-on und dynamischen Analyse von kontinuierlichen Systemen eingeführt und verwendet. Die Simulation von Stückprozessen erfolgt mit der Sprache SIMAN/ARENA. Die in den Übungen behandelten Anwendungsbeispiele werden im Praktikum auf PCs mit MATLAB/SIMULINK und SIMAN/ARENA simulationstechnisch untersucht.

P51. Numerische Strömungssimulation (Laurien / Ruprecht) Ziel: Fundiertes Wissen vermitteln über die Vorgehensweise der numerischen Strömungssimulation (CFD, Com-putational Fluid Dynamics) einschließlich der Auswahl der Turbulenzmodelle als Grundlage für die fachgerechte Verifikation und Validierung problemangepasster Simulationsrechnungen: Strömung durch einen Rohrkrümmer , Analytische Methoden, Experimentelle Methoden, Numerische Methoden, CFD-Vorgehensweise, Physikalische Vorgänge in Strömungen, Formulierung der Grundgleichungen, Grundlagen der Diskretisierung, Methoden für komplexe Strömungen, Simulationsprogramme, Grundgleichungen und Modelle, Modellierung auf Molekülebene, Laminare Strömungen, Turbulente Strömungen, Zweiphasenströmungen, Qualität und Genauigkeit, Anforderun-gen, Numerische Fehler, Modellfehler, Beispiele und Anwendungen.

P52. Optimierungsverfahren mit Anwendungen (Kistner) Optimierung von Funktionen mit zugehörigen numerischen Verfahren, Gradientenverfahren, konjugierte Gradien-ten, SQP-Verfahren, Evolutionäre Algorithmen. Optimierung von Funktionalen, Euler-Differentialgleichung, Ritz-Verfahren. Dynamische Optimierung (Bellman). Optimale Steuerung dynamischer Systeme, jeweils mit zugehöri-ger Numerik und Anwendungsbeispielen.

P53. Simulation mit Höchstleistungsrechnern (Resch) Die Simulation auf Supercomputern verlangt die Zusammenführung unterschiedlicher Fachdisziplinen. In dieser Vorlesung wird der Weg vom physikalischen Modell bis zur computertechnischen Realisierung beschrieben. Dazu gehört die mathematische Modellierung, numerische Löser, parallele Programmierung sowie das Verständnis für die Hardware und Software von Supercomputern. Gegenstand der Vorlesung: Berechnung, Computersimulation, Rechnertypen: Vektor- und Parallelrechner, Workstations, Verteiltes Rechnen, Rechnernetze, Software.

P59. Methode der Finiten Elemente in Statik und Dynamik (Gaul) Grundlagen der Kontinuumsmechanik, Prinzipe der Mechanik, Tragwerksanalyse und Diskretisierung, Ele-mentsteifigkeits- und Massenmatrizen für Stäbe, Balken und Scheiben, Elementlasten, Assemblierung Finiter Elemente, Einbau von Randbedingungen und Zwangsbedingungen, Lösung der Finite-Element-Gleichungen, Beispiele aus dem Maschinenbau.

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P61. Dichtungstechnik (Haas) Dichtungen sind äußerst vielfältige und wichtige Bauteile aller Technischen Systeme. Inhalt der Vorlesung ist die Abdichtung bewegter Maschinenteile. Ausgehend vom jeweiligen physikalischen Effekt wird die tech-nisch/konstruktive Umsetzung erarbeitet und begründet die technischen und physikalischen Grenzen aufgezeigt. Behandelte Teilaspekte sind: Grundlagen der Tribologie, Anforderungen, Funktionen und Bauelemente von Dich-tungen. Entstehung und Stabilisierung von Dichtspalten. Reibung, Verschleiß, Leckage. Konstruktion, Funktion, Anwendung und Berechnung wesentlicher Dichtelemente wie Hydraulikdichtungen für Kolben und Stangen, Radialwellendichtringe aus Elastomer und PTFE, Gleitringdichtungen, Stopfbuchsen, Spalt- und Labyrinthdich-tungen, Dichtungen mit Sperrflüssigkeit und -gas, Balge und Membrane, Gewindewellendichtungen und Dichtun-gen für Verbrennungsgase. Spezielle Aspekte bei hohem Druck und/oder hoher Gleitgeschwindigkeit sowie bei extremer Zuverlässigkeit Schadensanalyse ausgefallener Dichtsysteme.

P62. Grundlagen der Mikrosystemtechnik (Sandmaier) Die Vorlesung vermittelt das Basiswissen zur Gestaltung und Entwicklung von mikrosystemtechnischen Kompo-nenten und Systemen. Es werden anhand der Skalierung von physikalischen Gesetzen und Größen die notwen-digen Grundlagen vermittelt, die zur Auslegung und Berechnung von Bauelementen benötigt werden. Die gewon-nen Kenntnisse werden anschließend eingesetzt, um den Aufbau und die Funktionsweise der wirtschaftlich wich-tigsten Mikrosysteme zu analysieren.

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2.3 Beschreibung der weiteren Pflichtfächer P54. Getriebelehre – Grundlagen der Kinematik (Rzepka) Überblick über gleichförmig und ungleichförmig übersetzende Getriebe, Bauformen räumlicher und ebener Viel-gelenk- Ketten. Grafische und analytische Ermittlung von Geschwindigkeiten und Beschleunigungen an eben bewegten Getriebegliedern. Relativbewegungen mehrgliedriger Systeme. Krümmungsverhältnisse von Bahnkur-ven, Krümmungsverwandschaft. Geschwindigkeits- und Beschleunigungspol, Polbahnen, Wende- und Tagenti-alkreis bewegter Ebenen. Bewegungsgesetze für Kurbelgetriebe. Ebene und räumliche Kurvengetriebe. Systema-tik der Viergelenkkette, Bauformen von Viergelenkgetrieben.

P55. Informationstechnik und Wissensverarbeitung in der Produktentwicklung (Binz, Katzenbach)

Die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie hängt im zunehmenden Maß von der Effizienz in der Produktentwicklung ab. Dabei unterliegt die Produktentwicklung einem Wandel, der nur durch moderne, leistungsfähige Informations-technologie und durch intensive Wiederverwendung vorhandenen Wissens vollzogen werden kann. Neben den heute eingesetzten klassischen Methoden und Systemen in der Produktentwicklung wie CAD, Stück-listensysteme und Produktdatenmanagement adressiert die Vorlesung, Methoden und Verfahren zur Erfüllung eines Zielscenarios: • Das Produkt ist vollständig und konsistent in einem globalen Netzwerk verschiedener Systeme beschrieben • Die vollständigen Informationen sind über den gesamten Produktlebenszyklus vorhanden • Ergebnisse realer Tests und Gebrauchserfahrungen sind Teil der digitalen Beschreibung • Jedes einzeln konfigurierbare Produkt ist darstellbar und simulierbar • Der Produktentstehungsprozess wird international in einem Netzwerk mit Lieferanten und Partnern bearbeitet Gliederung der Vorlesung: Herausforderungen in der Produktentwicklung und deren Anforderungen an die IT, Prozesse und Methoden in der Produktentwicklung, IT- Systeme im Produktentstehungsprozess, Produktmodellierung, Feature- und Template-modellierung, Produktdatenmanagement, Produktbewertung, IT- unterstützte Zusammenarbeit, Wissensmana-gement, Wissensverarbeitende Systeme und Exkursion. Die Vorlesung wird als Pflichtfach für Studierende der Studienrichtung Produktentwicklung und Konstruktions-technik sowie als Kernfach im Hauptfach Konstruktionstechniktechnik angeboten.

P56. Wissens- und Informationsmanagement in der Produktion (Westkämper) In der industriellen Produktion sind nahezu alle Arbeitsplätze in unternehmensinternen und externen Informations- und Kommunikationssystemen vernetzt. Lernziel der Vorlesung ist es, Grundlagen, Methoden und Zusammenhän-ge des Managements von Informationen und Prozessen in der Produktion sowohl in operativer als auch planeri-scher Ebene zu vermitteln. Schwerpunkte der methodisch orientierten Vorlesung sind Grundlagen, Methoden und Werkzeuge des Wissensmanagements, Auftragsmanagements, Customer Relationship Managements, Supply Chain Managements, Produktdatenmanagements, Product Lifecycle Managements, des Fabrikdatenmanage-ments, Factory Lifecycle Management sowie der Digitalen und Virtuellen Fabrik. Die Vorlesung wird als Pflichtfach für Studierende der Studienrichtung Produktionstechnik im Maschinenbau sowie als Wahlfach im Hauptfach Fabrikbetrieb und in anderen Fächern angeboten.

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P57. Oberflächen- und Beschichtungstechnik (Westkämper, Gadow) Die Vorlesung vermittelt die allgemeinen Grundlagen der Oberflächen- und Beschichtungstechnik. Dabei werden vor allem die industrierelevanten und technologisch interessanten Beschichtungsverfahren aus der Lackiertech-nik, Galvanotechnik und Hartstofftechnik vorgestellt und besondere Aspekte der Schicht-Funktionalität, Qualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit behandelt. Der Stoff wird darüber hinaus praxisnah durch Besuche in den institutseigenen Versuchsfeldern veranschaulicht. Die Einführung in die Beschichtungsverfahren behandelt Themen wie Vorbehandlungsverfahren, galvanische Abscheideverfahren, industrielle Nass- und Pulver-Lackierverfahren, thermokinetische Beschichtungsverfahren sowie das Aufbringen von keramischen Schichten aus chemischen Prekursoren.

P58. Softwareentwurf für technische Systeme (Resch, Wesner) Software- Engineering: Software Lebenszyklus, UML Notation, Grundlagen Entwicklungsprozesse, Anwendung eines Prozesses und UML anhand einer Fallstudie (Anforderungsanalyse mit Use Cases, Analyse und Design, Implementierung in einer objektorientierten Programmiersprache); Softwareentwicklung: Grundlagen Datenstruk-turen und Kontrollstrukturen, Grundlagen einer objektorientierten Programmiersprache und verteilte Komponen-tenarchitekturen.

P60. Methoden der Numerischen Strömungssimulation (Laurien) (Numerische Methoden für Komplexe Systeme II): Ziel: Fundiertes Wissen über Algorithmen für die numerische Strömungssimulation vermitteln als Grundlage für die Weiterentwicklung problemangepasster Simulationsmetho-den, Vorgehensweise der numerischen Strömungssimulation, Numerische Ableitungsbildung, Eigenschaften von Differentialgleichungen, Differenzenverfahren zur Lösung der Poissongleichung, Geschichte der numerischen Strömungssimulation, Simulation eindimensionaler kompressibler Strömungen, Beispiel: Stoßausbreitung in ei-nem Rohr, explizites Einschrittverfahren mit zentralen Differenzen, Lax-Wendroff Verfahren, Dreidimensionale Grundgleichungen der Strömungsmechanik, Ableitung für kompressible Strömungen, Vereinfachung für in-kompressible Strömungen, Randbedingungen, Beispiel einer Lösungsmethode: DuFort-Frankel Verfahren, Semi-Implizite Methode, Grundlagen der Diskretisierung, Zeitdiskretisierung, Diskretisierungsfehler, Rundungsfehler, Diskretisierung eindimensionaler Modellgleichungen, Netzgenerierung, Numerische Netze, Interpolationsmetho-de, Unstrukturierte Netze und Netzadaption, Finite-Differenzen Methoden (FDM), Transformation in den Rechen-raum, Berechnung der Metrik-Koeffizienten, MacCormack-Verfahren, Finite-Volumen Methoden (FVM), Beispiel: FVM für DGL 1. Ordnung, FVM für die Poissongleichung, Semi-Implizite (SIMPLE) Finite-Volumen Methode , Runge-Kutta Finite-Volumen Methode, Zusammenfassung, Klassifikation Numerischer Methoden.

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2.4 Vorlesungszeiten der Pflichtfächer In den nachfolgenden Tabellen sind die Vorlesungszeiten der Pflichtfächer des Hauptstudiums im Studiengang Maschinenwesen zusammengestellt. Die Vorlesungszeiten der Gruppen 1 bis 6 sind durch die Studienkommission festgelegt.

Wintersemester

Montag

Dienstag

Mittwoch

Donnerstag

Freitag

800-930

P16 P55

P14 P16 P31 P44

P25 P52 P46

P4 P39 P52 P58

P15

945-1115

P11 P20 P34

P12 P18 P26 P44 P62

P2 P57

P11 P39 P58 P62

P6 P21 P33 P60

1130-1300

P7 P10 P19 P34 P37

P2 P4 P13 P27 P50

P6 P15 P38 P50 P61

P5 P13 P29 P40

P7 P19 P21 P38

1400-1530

P9 P25 P31 P33 P42 P43

P59 P60

P30 P42

P1 P59

1545-1715

P1 P56

P5 P48

P5

P24 P30

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Sommersemester

Montag

Dienstag

Mittwoch

Donnerstag

Freitag

800-930

P22 P36 P45 P55

P14 P31 P54 P49

P24 P46 P54

P53

P8 P21 P51

945-1115

P10 P20 P36 P37 P40 P2

P18 P28 P41 P62

P12 P26 P41 P57

P22 P35 P53 P62

P21 P45

1130-1300

P17 P28

P8 P27 P35

P43 P61

P17 P29 P49

P3

1400-1530

P31

P23 P48

P2

P3*

1545-1715

P9 P48 P56

P51

P23

ab 1345

P1 (Praktikum)

*Beginn 13:15 Uhr

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2.5 Prüfungstermine der Pflichtfächer

Die Prüfungstermine der zentral verwalteten schriftlichen Prüfungen wurden von der Studien-kommission Maschinenwesen in Absprache mit dem Prüfungsamt festgelegt. Sie finden in der Regel in der vorlesungsfreien Zeit in einem Zeitraum von 7 bis 8 Wochen vor Beginn der Vor-lesungen des folgenden Semesters statt. Bitte beachten Sie die ausgehängten Prüfungspläne am Prüfungsamt! oder http://www.uni-stuttgart.de/studium/pruefungen/pruefungsplan

Alle dort nicht aufgeführten Prüfungen werden vom Prüfer selbständig festgelegt.

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3. Hauptfächer der Studienrichtungen Studienrichtung Allgemeiner Maschinenbau – Mechanical Engineering H1. Angewandte Thermodynamik H2. Bahntechnik H3. Biomedizinische Technik H4. Chemische Verfahrenstechnik H5. Elektronikfertigung H6. Kernenergietechnik H7. Energiesysteme zur Technischen Gebäudeausrüstung H8. Energiesysteme H9. Fabrikbetrieb H10. Feinwerktechnik H11. Fertigungstechnik keramischer Bauteile, Verbundwerkstoffe und Oberflächentechnik H12. Feuerungs- und Kraftwerkstechnik, Luftreinhaltung H13. Fördertechnik und Logistik H14. Konstruktionstechnik H15. Kraftfahrzeuge H17. Kunststofftechnik H18. Landmaschinen H19. Laser in der Materialbearbeitung H20. Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre H21. Mechanische Verfahrenstechnik H22. Methoden der Modellierung und Simulation (CSE) H23. Mikrosystemtechnik H24. Rationelle Energienutzung H25. Regelungstechnik und Systemdynamik H26. Steuerungstechnik H27. Straßenverkehrstechnik H28. Strömungsmechanik und Hydraulische Strömungsmaschinen H29. Technische Dynamik H30. Technische Mechanik H31. Technische Optik H32. Technologiemanagement H33. Textilmaschinenbau / Textiltechnik / Medizinische Verfahrenstechnik H34. Thermische Strömungsmaschinen H35. Umformtechnik H36. Verbrennungsmotoren H37. Werkzeugmaschinen

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Studienrichtung Mikrosystem- und Feinwerktechnik – Microsystems and Precision Engineering 1. Hauptfach H3. Biomedizinische Technik H10. Feinwerktechnik H23. Mikrosystemtechnik H31. Technische Optik 2. Hauptfach H3. Biomedizinische Technik H5. Elektronikfertigung H9. Fabrikbetrieb H10. Feinwerktechnik H11. Fertigungstechnik keramischer Bauteile, Verbundwerkstoffe und Oberflächentechnik H17. Kunststofftechnik H19. Laser in der Materialbearbeitung H23. Mikrosystemtechnik H26. Steuerungstechnik H29. Technische Dynamik H30. Technische Mechanik H31. Technische Optik Studienrichtung Produktentwicklung und Konstruktionstechnik – Product Development and Design 1. Hauptfach H14. Konstruktionstechnik 2. Hauptfach H2. Bahntechnik H3. Biomedizinische Technik H9. Fabrikbetrieb H10. Feinwerktechnik H11. Fertigungstechnik keramischer Bauteile, Verbundwerkstoffe und Oberflächentechnik H13. Fördertechnik und Logistik H15. Kraftfahrzeuge H17. Kunststofftechnik H18. Landmaschinen H19. Laser in der Materialbearbeitung H20. Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre H23. Mikrosystemtechnik H28. Strömungsmechanik und Hydraulische Strömungsmaschinen H29. Technische Dynamik H31. Technische Optik H33. Textilmaschinenbau / Textiltechnik / Medizinische Verfahrenstechnik H34. Thermische Strömungsmaschinen H35. Umformtechnik H37. Werkzeugmaschinen

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Studienrichtung Produktionstechnik – Manufacturing Technology H5. Elektronikfertigung H9. Fabrikbetrieb H11. Fertigungstechnik keramischer Bauteile, Verbundwerkstoffe und Oberflächentechnik H13. Fördertechnik und Logistik H19. Laser in der Materialbearbeitung H23. Mikrosystemtechnik H26. Steuerungstechnik H32. Technologiemanagement H35. Umformtechnik H37. Werkzeugmaschinen Studienrichtung Modellierung und Simulation im Maschinenbau - Computational Science and Engineering 1. Hauptfach H22. Methoden der Modellierung und Simulation (CSE) 2. Hauptfach H1. Angewandte Thermodynamik H2. Bahntechnik H3 Biomedizinische Technik H4. Chemische Verfahrenstechnik H5. Elektronikfertigung H6. Kernenergietechnik H7. Energiesysteme zur Technischen Gebäudeausrüstung H8. Energiesysteme H9. Fabrikbetrieb H10. Feinwerktechnik H11. Fertigungstechnik keramischer Bauteile, Verbundwerkstoffe und Oberflächentechnik H12. Feuerungs- und Kraftwerkstechnik, Luftreinhaltung H13. Fördertechnik und Logistik H15. Kraftfahrzeuge H17. Kunststofftechnik H18. Landmaschinen H19. Laser in der Materialbearbeitung H21. Mechanische Verfahrenstechnik H23. Mikrosystemtechnik H24. Rationelle Energienutzung H27. Straßenverkehrstechnik H28. Strömungsmechanik und Hydraulische Strömungsmaschinen H32. Technologiemanagement H33. Textilmaschinenbau / Textiltechnik / Medizinische Verfahrenstechnik H34. Thermische Strömungsmaschinen H35. Umformtechnik H36. Verbrennungsmotoren H37. Werkzeugmaschinen

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Hauptfach H1 Angewandte Thermodynamik Applied Thermodynamics

Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. Joachim Groß

Auskünfte Institut für Technische Thermodynamik und Thermische Verfahrens-

technik Pfaffenwaldring 9, Tel.: 0711/685-66103

Fax: 0711/685-66140 http://www.itt.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X X Groß Grundlagen der Thermischen Verfahrenstech-

nik (K2)

3 1 SS

X X X Spindler Wärme- und Stoffübertragung (K1) 3 1 WS X Groß Thermodynamik der Gemische I 3 1 WS X Groß Molekulare Thermodynamik 2 SS X Nieken /

Bernnat

Rechnergestützte Projektierungsübung 2 WS

X N.N. / Heide-

mann

Berechnung von Wärmeübertragern 2 1 SS

Seminar(e) siehe Homepage bzw. Aushänge

Praktikum siehe Homepage bzw. Aushänge

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise : Es wird empfohlen, mindestens eine der Vorlesungen K1 bzw. K2 als Pflichtfach zu hören.

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Grundlagen der Thermischen Verfahrenstechnik (Groß) Beschreibung der Lehrinhalte der Pflichtfächer befindet sich im vorderen Teil des Studienkata-logs. Wärme- und Stoffübertragung (Spindler) Beschreibung der Lehrinhalte der Pflichtfächer befindet sich im vorderen Teil des Studienkata-logs. Thermodynamik der Gemische I (Groß) Thermische und kalorische Eigenschaften und Phasengleichgewichte von Mischungen, Pha-sendiagramme, Modellierung und Berechnung, Anwendungen: Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewicht, Gaslöslichkeit, Flüssig-Flüssig-, Fest-Flüssig-, Hochdruck- und Membran-gleichgewichte. Molekulare Thermodynamik (Groß) Molekulare Wechselwirkungen, Potentialmodelle, Grundlagen aus der Statistischen Thermo-dynamik, Numerische Simulation thermodynamischer Größen, Monte-Carlo Methoden, Mole-kularthermodynamik. Rechnergestützte Projektierungsübung (Nieken/Bernnat) Die Studierende haben erste Erfahrungen im Umgang mit dem Prozesssimulator Aspen Plus® und erwerben die Fähigkeit, Projekte selbstständig und effizient zu bearbeiten: Litera-turrecherche über die Synthese von Methyltertiärbutylether (MTBE); Bilanzierung für Stoff- und Energieströme; Thermodynamische Gleichgewichtsbetrachtungen; Einführung in Aspen Plus®; Reaktorauslegung am Beispiel der Synthese von MTBE; Kühlkonzepte bei Festbettre-aktoren am Beispiel der exothermen Synthese Berechnung von Wärmeübertragern (N.N. / Heidemann) siehe rationelle Energieerzeugung

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Hauptfach H2 Bahntechnik Mechanical Engineering of Railway Technology

Hauptfachprofessoren Bögle / Martin Auskünfte Lehr- und Forschungsgebiet Schienenfahrzeugtechnik (LFS) Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart Tel.: 0711 / 685-66098

Fax.: 0711 / 685-66099 e-mail: [email protected]

http://www.LFS.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X Bögle Grundlagen Schienenfahrzeugtechnik und

-betrieb

3 1 WS/SS

X Martin Betrieb von Schienenbahnen 2 1 SS (X) X Bögle Dieseltriebfahrzeuge 1 SS X Kleinschmidt Elektrische Zugförderung 2 SS X Bögle Gleislauftechnik 2 WS X Roth-Stielow Elektrische Antriebe 2 2 SS X Thiemann Ausgewählte Kapitel der Dieselmotorentech-

nik

1 SS

X Wiedemann Kraftfahrzeugaerodynamik I 2 SS X Wiedemann /

Helfer

Fahrzeugakustik I 1 1 SS

X Schiehlen Fahrzeugdynamik 2 WS X Westkämper Fabrikbetriebslehre I 2 SS X Martin Betriebsplanung im öffentlichen Verkehr 1 SS X Martin Angewandte Verkehrswirtschaft 1 SS X Dobeschinsky Grundlagen der Verkehrswirtschaft 1 SS X Martin Verkehrssicherung I (Theorie) 2 WS X Martin Verkehrssicherung II (Systeme) 2 SS

Seminar(e) und -praktika Fahrdynamische Simulation

Konzeption von Schienenfahrzeugen Stadtbahnfahrschule Zulassung von Schienenfahrzeugen

Studien- und Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor Hinweis: Wenn „Grundlagen der Schienenfahrzeuge I/II“ als Pflichtfach gewählt wurde, rückt „Dieseltriebfahrzeuge“ zum Kernfach auf (X). Das Hauptfach umfasst 10 SWS V und UE

47Grundlagen Schienenfahrzeugtechnik und -betrieb (Bögle) – WS/SS Allgemeine Verkehrsfragen und Überblick über die Entwicklung der Eisenbahntechnik. Systemverbund Bahn mit den Ver-bundschnittstellen Fahrzeug - Gleis – Leittechnik – Bahnbetrieb. Fahrwiderstände, Zugkraft- und Leistungsberechnung, Fahr-dynamik, Energieverbrauch, Wirtschaftlichkeit. Fahrweg, Radsätze, Lager, Federung, Zug- und Stoßeinrichtungen, Laufwer-ke. Fragen des Fahrzeuglaufs (statisch und dynamisch), Entgleisungsvorgang. Sicherheitseinrichtungen: z. B. Bremsen, Sifa, Indusi, LZB, ETCS, GSM-R. Ausgeführte Fahrzeuge: Güter- und Personenwagen (Anforderungen, Konstruktion, Innenaus-stattung, Heizungs- und Klimatechnik), Lokomotiven, Triebwagen, Sonderfahrzeuge, Zahnradbahnen. Instandhaltung der Fahrzeuge. Emissionen bei Schienenfahrzeugen (Lärm und Abgase). Bahnstromversorgung. Neue Bahnsysteme. Betrieb von Schienenbahnen (Martin) – SS Einführung, Administrativ-organisatorische Strukturen, Systemsicherheit, Fahrzeugsysteme und Betrieb. Dieseltriebfahrzeuge (Bögle) – SS Entwicklung, Dieselmotoren für Eisenbahnfahrzeuge. Kraftübertragung: Zahnradgetriebe, hydrostatische Antriebe, Strö-mungsgetriebe (Wandler, Kupplung), Strömungsbremse, Getriebekombinationen. Dieselelektrische Kraftübertragung. Achs-antriebe und Achsführungen. Kühlung, sonstige Hilfsbetriebe. Ausgeführte Lokomotiven und Triebwagen. Elektrische Zugförderung (Elektrische Bahnen I) (Kleinschmidt) – SS Geschichte der elektrischen Traktion, Wirtschaftlichkeitsfragen. Achsantriebe und Achsführungen elektrischer Triebfahrzeuge. Bahnmotoren, Steuerungen, Leistungselektronik, Transformatoren, Hilfsbetriebe. Lokomotiv- und Triebwagenbauarten. Fahr-leitungen, Bahnstromversorgung: Energiebedarf, Kraftwerke, Unterwerke, Bahnstromleitungen, Schutzeinrichtungen. Magnet-schwebetechnik, Linearmotoren. Gleislauftechnik (Bögle) – WS Spurführung, Statik des Fahrzeuglaufs im Gleis: Fahrzeugstellung im Bogen, Führung, Reibung Rad/Schiene, Kräfte: Rad / Schiene, Radsatz bzw. Fahrzeug / Gleis, Führungsvermögen des Radsatzes, Grenze des sicheren Laufs. Kinematik des Fahrzeuglaufes: Schwingungen der Fahrzeuge, Anlaufstoß, Wellenlauf der Radsätze, über- bzw. unterkritischer Fahrzeuglauf. Statische und dynamische Entgleisungsursachen. Elektrische Antriebe (Roth-Stielow) – SS Betriebsverhalten typischer Arbeitsmaschinen; Grundschaltungen leistungselektronischer Stellglieder; Grundlagen, Aufbau, Funktionsweise und Betriebsverhalten elektrischer Maschinen: Gleichstrommaschine, Asynchronmaschine, Synchronmaschi-ne; Regelung von Drehfeldmaschinen. Übungen: Berechnung von Antriebsaufgaben mit praktischem Hintergrund. Ausgewählte Kapitel der Dieselmotorentechnik (Thiemann) – SS Wirtschaftliche Bedeutung; Arbeitsverfahren; Beispiele ausgeführter Motoren; Entwicklungstendenzen; Kurbelgehäuse; Ges-taltung und Lagerung der Kurbelwelle; Pleuelstange; Kolben; Zylinderkopf; Brennraum; Saug- und Abgassysteme; Aufladung; moderne Entwicklungsverfahren. Kraftfahrzeug-Aerodynamik I (Wiedemann) – SS Strömungsgleichungen; numerische Strömungssimulation; Luftkräfte und -momente; Einflüsse der Karosserieform; Boden-gruppengestaltung; Kühlluftdurchströmung; Anströmbedingungen; Fahrbahndarstellung; Be- und Entlüftung; Motorkühlung; Bremsenkühlung; Scheibenwischer. Fahrzeugakustik I (Wiedemann/Helfer) SS Mess und Analysetechniken; Allgemeines zu Geräuschentstehung und Minderungsmaßnahmen; Antriebsgeräusche; Reifen-Fahrbahn-Geräusch; Rad-Schiene-Geräusch; Umströmungsgeräusche Maßnahmen an der Karosserie. Fahrzeugdynamik (Schiehlen) – WS Die Vorlesung befasst sich mit der mechanischen Modellierung und der mathematischen Beschreibung von Fahrzeugsyste-men, welche Kraftfahrzeuge und Eisenbahnen, deren Trag- und Führeinrichtungen und deren Fahrwege umfassen. Die Be-rechnungsverfahren werden am Beispiel einfacher Longitudinal-, Lateral- und Vertikalbewegungen von Fahrzeugen erläutert. Fabrikbetriebslehre I (Westkämper) – SS Beziehungen innerhalb eines Unternehmens (Organisation – Technik – Finanzen) sowie zwischen Unternehmen und Umwelt (Beschaffung und Vertrieb); Unternehmen als komplexes, offenes System; Unternehmensstrategie; Zusammenhänge zwi-schen unterschiedlichen Betrachtungen zu Organisation (Struktur und Prozesse), Produktentwicklung, Qualitätsmanagement, Logistik, Produktionsplanung Informationsmanagement; moderne Methoden und Konzepte; Grundfragen der Fabrikplanung. Betriebsplanung im öffentlichen Verkehr (Martin) - SS Verkehrsbedarf, Betriebsprogramm, Fahrplanerstellung, Umlaufplanung, Betriebsführung. Grundlagen der Verkehrswirtschaft (Dobeschinsky) - SS Ingenieur-technische Entscheidungen und deren wirtschaftliche Auswirkungen bei Infrastrukturgestaltung, Fahrzeugbeschaf-fung und Betriebsorganisation, Kostenstrukturen, Kostenrechnung und Preisbildung im Verkehrswesen. Für Studierende ohne BWL-Vorkenntnisse. Vorlesungsinhalte erforderlich für Teilnahme an Vorlesung „Angewandte Verkehrswirtschaft“. Angewandte Verkehrswirtschaft (Martin) - SS Anwendung betriebs- und volkswirtschaftlicher Zusammenhänge auf das Zusammenspiel von Infrastruktur, Fahrzeugen und Betrieb, betriebswirtschaftliche Unterschiede verschiedener Verkehrsträger. Kunden- und Wettbewerbsstrukturen, betriebs- und volkswirtschaftliche Verkehrssystembewertung. Verkehrssicherung I (Theorie der Sicherheit) (Martin) - WS Grundlegende Kenntnisse der Verkehrssicherung, allgemeine Sicherheitstheorie, Sicherheitsanforderungen und Sicherungs-methoden, Verfahren der Sicherheitsbewertung. Verkehrssicherung II (Sicherungssysteme im spurgeführten Verkehr) (Martin) - SS (Aufbauend auf die Verkehrssicherung I (Theorie der Sicherheit)) Sicherungssysteme im spurgeführten Verkehr, Technische Sicherungssysteme, betriebliche Anforderungen der Leit- und Steuerungstechnik, technisch unterstützte und nicht technische Betriebsverfahren

48 Hauptfach H3 Biomedizinische Technik Biomedizinische Technik

Hauptfachprofessor Prof. Dr. rer. nat. J. H. Nagel

Auskünfte Institut für Biomedizinische Technik

Seidenstrasse 36, 70174 Stuttgart Tel.: 0711/685-82369, Fax: 0711/685-82371

Email: [email protected] http://www.bmt.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V Ü WS/ SS

X X Nagel/Port Biomedizinische Technik I 2 1 WS

X X Nagel/Port Biomedizinische Technik II 2 1 SS

X Nagel/Port/ Kübler

Biomedizinische Technik III – Medizinische Gerätetechnik

2 SS

X Nagel Biologische Informations-, Kommunikations- und Regelsysteme

3 WS

X Nagel Bildgebende Verfahren in der Medizin 3 SS

X Steinhilber Physiologische Grundlagen der Biomedizinischen Technik I+II

2 WS/ SS

X Nagel Spezielle Themen der Biomedizinischen Technik

2 WS/ SS

X Pfister Strahlenschutz 2 WS

X Pfister Grundlagen der medizinischen Strahlentechnik

1 SS

X Nagel/ Gromoll

Klinische Dosimetrie und Bestrahlungsplanung

2 WS

X

X

Sandmaier/ Sägebarth Schneider

Mikrofluidik

Mechatronische Systeme in der Medizin

2

1

SS

WS Seminar(e) Seminar Biomedizinische Technik Oberseminar Biomedizinische Technik

Praktikum Hauptfachpraktikum Biomedizinische Technik

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise: Das Hauptfach umfasst 10 SWS V und UE. Von den angegebenen Fächern sollen 8 Stunden Kernfächer gewählt werden. Biomedizinische Technik I + II ohne die Übungen werden auch als Pflichtfach angeboten.

49Biomedizinische Technik I und II (Nagel/Port) Die Beschreibung der Lehrinhalte der Pflichtfächer befindet sich im vorderen Teil des Studienkatalogs. Biomedizinische Technik III (Nagel/Port/Kübler) Die behandelten Themen sind Beatmungstechnik/Intensivmedizin (Beatmungsformen in der Intensivmedizin, Narkosebeatmung), Chirurgietechnik (Methodik chirurgischer Eingriffe, Endos-kopietechnik, MIC, technische Prinzipien zur Gewebedissektion), Kardiotechnik/Kardiochirurgie (Extrakorporale Zirkulation, Herzunterstützungs-systeme, technische Aspekte ausgewählter Herzerkrankungen) und medizinische Robotik (Grundbegriffe, Einsatzgebiete, Navigation, Vorgehen, Entwicklungstrends). Biologische Informations-, Kommunikations- und Regelsysteme (Nagel) Kriterien und Elemente lebender Systeme; biologische Informationsspeicherung, genetischer Code, Proteinsyn-these; physikalische, elektrische und chemische Prozesse an der Zellmembran; Reiz- und Informationserzeu-gung, Übertragung, und Prinzipien der biologischen Informationsverarbeitung; Grundlagen der Neurophysiologie und des menschlichen Denkens; motorisches, sensorisches und autonomes Nervensystem; Reflexe; neuronale und humorale Steuerungs- und Regelprozesse wie kardiovaskulärer Regelkreis und Temperaturregelung; neuro-nale Netze, Beispiele biologischer Nachrichtenverarbeitung. Bildgebende Verfahren in der Medizin (Nagel) Physikalisch-technische Grundlagen der Bilderzeugung, sowie Anwendung diagnostischer und therapeutischer Verfahren in der Radiologie. Inhalte sind: systemtheoretische Grundlagen der Bilderzeugung und Bildverarbei-tung; Wechselwirkungen der in der Medizin genutzten Strahlen und Wellen mit Materie; Bilderzeugung in der Röntgendiagnostik; Grundlagen und Techniken der Computertomographie, Rekonstruktionsverfahren; Röntgen CT; nuklearmedizinische Verfahren (planare Szintigraphie, PET; SPECT); Kernspintomographie; Impedanz-Tomographie; Optische Tomographie, Endoskopie; bildgebende Ultraschallverfahren; Thermographie; Abbildung bioelektrischer Quellen; ausgewählte Anwendungen der Bildverarbeitung. Physiologische Grundlagen der Biomedizinischen Technik I+II (Steinhilber) Atmung; kardiovaskuläres System; Leistungsphysiologie; Informationsübermittlung im Nerven-system; Physiolo-gie der Sinne: Sehen, Hören, Gleichgewicht; Experimentalvorlesung. Spezielle Themen der Biomedizinischen Technik (Nagel) Vorlesungen über aktuelle Themen wie Bildverarbeitung, Biostatistik, physiologische Modellierung, Krankenhaus-technologiemanagement werden im Wechsel jeweils nach Bedarf angeboten. Grundlagen der medizinischen Strahlentechnik (Pfister) Für die Anwendung ionisierender Strahlen in der Medizin wird eine Übersicht über die aktuelle Entwicklung der medizinischen Strahlentechnik und Radionuklidanwendung gegeben. Die erforderliche hohe Präzision bei Strah-lerzeugung, Strahlführung und Messung wird am Beispiel der Großgeräte in der Strahlendiagnostik und Strahlen-therapie angezeigt. Für alle verwendeten Strahlenarten werden die physikalischen Stoßprozesse, die Energie-übertragung und die Reaktionskette bis zur biologischen Entwicklung dargestellt. Strahlenschutz (Pfister) Physikalische Grundlagen zu ionisierender Strahlung; Grundlagen der Strahlenmessung, Dosiskonzept und Do-sisminimierung im Strahlenschutz; Biologische Grundlagen der Strahlenwirkung; Natürliche und zivilisatorische Strahlenbelastung des Menschen; Methoden zur Berechnung von Strahlenfeldern; Radiologische Auswirkungen von Strahlenemissionen durch atmosphärische Freisetzung, Transport und Transfer von Radioaktivität über Bio-sphäre/Wasser zu Menschen, Erde-Pflanze zu Menschen, Tier zu Menschen; Umweltradioaktivität und Strahlen-schutz, Radioaktivitätsmeßnetze; Strahlenbelastung in der Medizin; somatische Schäden bei großen Strahlendo-sen, Somatische und genetische Schäden bei kleinen Strahlendosen. Klinische Dosimetrie und Bestrahlungsplanung (Nagel/Gromoll) Einführung in das Lehrgebiet: Gegenstand, Zielstellung und Methoden, interdisziplinäre Aufgabenstellung und Verantwortung. Strahlentherapeutische Technik: Überblick, Röntgentherapieeinrichtungen, Beschleuniger, Strah-lentherapieeinrichtungen mit umschlossenen Strahlenquellen, Simulatoren, Planungssysteme. Klinische Dosi-metrie: Dosisgrößen und Einheiten, Wechselwirkungskoeffizienten, Dosismessung, spezielle Dosisbegriffe. Be-strahlungsplanung: Zielstellung und Schritte, Auswahl von Strahlenart und Energie, Auswahl der Bestrahlungs-technik zur geometrischen und zeitlichen Optimierung, praktische Durchführung der Bestrahlungsplanung. Mikrofluidik (H. Sandmaier, J. Sägebarth im SS) In der Vorlesung werden zu Beginn physikalische Grundlagen zu Fluideigenschaften und -dynamik vermittelt und die Randbedingungen beim Miniaturisieren von Fluidsystemen dargestellt. Im Anschluss daran wird die Entwicklung, Funktionsweise und Herstellung von mikrofluidischen Bauelementen bzw. Aktoren anhand be-reits realisierter Systeme (Dispenser, Druckköpfe etc.) analysiert und typische Felder für mikrofluidische An-wendungen, wie z.B. Lab-on-a-chip-Systeme im Life-Science-Bereich erläutert. Mechatronik in Orthopädie und Rehabilitation Grundlagen in Orthopädie, Prinzipien in Orthopädietechnik und Rehabilitation, Grundlagen der Neurophysiologie, Überblick über aktuelle technische Systeme und ihre Zukunftsanforderungen; Leistungsanforderungen an Prothe-senkomponenten, technische Anforderungen an kompakte leistungsdichte Antriebssysteme am Menschen.

50

Hauptfach H4 Chemische Verfahrenstechnik Chemical Process Technology

Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. Ulrich Nieken Auskünfte

Institut für Chemische Verfahrenstechnik

Böblinger Straße 72, Geb. 78, 70199 Stuttgart

Tel.: 0711/685 85 229; FAX: 0711/685 85 242 http://www.icvt.uni-stuttgart.de

Kern- und Ergänzungsfächer bzw. Pflichtfächer P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX X Nieken Chemische Reaktionstechnik I

(K, sofern nicht als Pflichtfach der Gruppe 7

gewählt)

3 1 WS

X Nieken Modellierung Verfahrenstechnischer Prozesse

3 1 WS

X Nieken, Tuttlies

Chemische Reaktionstechnik II 2 2 SS

X Kerres Membrantechnik und Elektromembran-Anwendungen

4 - SS

X Merten Prozess- und Anlagentechnik 3 1 WS X Merten CAD in der Apparatetechnik 2 2 SS X Merten Festigkeitsberechnung (FEM) in der Apparate-

technik 2 2 WS

X Sorescu Numerische Methoden II 2 2 WS X Nieken,

Kerres Polymer-Reaktionstechnik 2 2 SS

X Nieken, Tuttlies

Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen 2 - WS

Hauptfachseminare und Hauptfachpraktika siehe bes. Ankündigung Studien- und Diplomarbeiten: Siehe Homepage des Instituts

51CHEMISCHE REAKTIONSTECHNIK I (Prof. Dr.-Ing. U. Nieken) Globale Wärme- und Stoffbilanz bei chemischen Umsetzungen, Reaktionsgleichgewicht, Beschreibung von Reak-tionsgeschwindigkeiten, Betriebsverhalten idealer Rührkessel und Rohrreaktoren, Reaktorauslegung, dynami-sches Verhalten von technischen Rührkessel- und Festbettreaktoren, Sicherheitsbetrachtungen, reales Durchmi-schungsverhalten CHEMISCHE REAKTIONSTECHNIK II (Prof. Dr.-Ing. U. Nieken / Dr.-Ing. U. Tuttlies) Modellbildung und Betriebsverhalten von Mehrphasenreaktoren; Heterogen-katalytische Gasreaktionen; Einzel-kornmodelle und Zweiphasenmodell des Festbettreaktors; Stofftransport und Reaktion in Gas-Flüssigkeitsreaktoren; Hydrodynamik von Gas-Flüssigkeits-Reaktoren; Polymerisationstechnik NUMERISCHE METHODEN II (Dr.-Ing. G. Sorescu) Effiziente Lösungsverfahren für große und dünn besetzte lineare Gleichungssysteme (direkte und iterative Verfah-ren). Nicht lineare Gleichungssysteme, Quasi-Newton-Verfahren, Nichtlineare Ausgleichsprobleme. Numerische Lösung von Anfangswertaufgaben von gewöhnlichen Differentialgleichungen, Einschritt- und Mehrschrittmetho-den, Lösung von Differentiellalgebraische Aufgaben (DAE), Verfahren zur Lösung partieller Differentialgleichun-gen. PROZESS- UND ANLAGENTECHNIK (Prof. Dr.-Ing. C. Merten) Systematische Übersicht zur Prozesstechnik: Wirkprinzipien, Auslegung und anwendungsbezogene Auswahl von Apparaten und Maschinen. Aufgaben und Ablauf des Anlagenbaus und der Anlagenplanung: Methodik der Pro-jektführung; Kommunikation und Technische Dokumentation in der Anlagenplanung (Verfahrensbeschreibung, Fließbilder); Auswahl und Einbindung von Prozessen und Ausrüstungen in eine Anlage; Auslegung von Förderan-lagen; Räumliche Gestaltung (Bau-weise, Lageplan, Aufstellungsplan, Rohrleitungsplanung); Aufgaben der Spe-zialprojektierung – Prozessleittechnik, Dämmung und Stahlbau; Termin-, Kapazitäts- und Kostenplanung. Be-handlung von Planungsbeispielen ausgewählter Anlagen. FESTIGKEITSBERECHNUNG (FEM) IN DER APPARATETECHNIK (Prof. Dr.-Ing. C. Merten) Das Modul erweitert Lehrinhalte der Maschinen- und Apparatekonstruktion - der Einsatz der Finite-Elemente-Methode beim Bauteilentwurf wird behandelt. Übersicht zur Festigkeitsberechnung verfahrenstechnischer Appara-te. Anwendungsbereich bauteilunabhängiger Berechnungsverfahren. Finite-Elemente-Methode: Grundlagen, Ein-führung in FEM-Programm ANSYS, FEM-Analyseschritte (Erstellen von Geometrie-, Werkstoff- und Belastungs-modell, Berechnung und Ergebnisbewertung), Datenaustausch mit CAD, Bauteil-Optimierung. Gruppenübung mit FEM-Programm für eigenständige Festigkeitsberechnung. CAD IN DER APPARATETECHNIK (Prof. Dr.-Ing. C. Merten) Das Modul erweitert Lehrinhalte der Maschinen- und Apparatekonstruktion - der Einsatz der rechnergestützten Konstruktion beim Bauteil- und Baugruppenentwurf wird behandelt. Einführung und Anleitung zum konstruktiven Entwurf und der Darstellung verfahrenstechnischer Apparate. Überblick zu allgemeinen und branchenspezifischen CAD-Systemen. Integration und Schnittstellen des CAD im Produktentwicklungsprozess (Berechnungsprogram-me, CAE). Gruppenübung mit CAD-Programm Pro/ENGINEER: Übersicht zu Programmaufbau und Grundbefeh-len für typische Konstruktionselemente. Eigenständige Konstruktion eines Apparates mit CAD. MEMBRANTECHNIK UND ELEKTROMEMBRAN-ANWENDUNGEN (Dr. rer. nat. J. Kerres/ Prof. A. Friedrich) Physikochemische Grundlagen der Membrantechnik, einschließlich Elektrochemie; Grundlagen der wichtigsten Membranprozesse; Membranmaterialien; Brennstoffzellen, Batterien und Materialien für Brennstoffzellen und Bat-terien MODELLIERUNG VERFAHRENSTECHNISCHER PROZESSE (Prof. Dr.-Ing. U. Nieken) Aufstellen der Bilanzgleichungen für Masse, Energie und Impuls unter Berücksichtigung aller relevanten physika-lischer und chemischer Phänomene und unter Einbeziehung der Mehrstoffthermodynamik. Strukturierte Modellie-rung ideal durchmischter und örtlich verteilter Systeme, Methoden zur Modellvereinfachung. Analyse der nichtli-nearen Dynamik verfahrenstechnischer Systeme. POLYMER-REAKTIONSTECHNIK (Prof. Dr.-Ing. U. Nieken / Dr. rer.nat. J. Kerres) Polymerreaktionstechnik bei verschiedenen Polymerisationstypen: -radikalisch, ionisch, kationisch -Polymerisationen, Polykondensationen, Polyadditionen Copolymerisation - Emulsionspolymerisation, Lösungspolymerisation - Polymeranaloge Reaktionen (z. B. Sulfonierung, Lithiierung und Folgereaktionen, Nitrierung) Charakterisierung von Polymeren (z. B. Berechnung und experimentelle Ermittlung von Molekularmasse und Mo-lekularmassenverteilungen, Berechnung thermischer Eigenschaften, Ermittlung Ionenleitfähigkeit); Markov-Ketten; Monte-Carlo-Simulation bei Polymerisationen ABGASNACHBEHANDLUNG in FAHRZEUGEN (Prof. Dr.-Ing.-U. Nieken / Dr.-Ing. U. Tuttlies) Ringvorlesung „Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen“ Es wird mit Vortragenden der Automobil- und Zuliefererindustrie (Daimler, Bosch, Porsche, …) einen umfas-senden Überblick über den aktuellen Stand der Technik sowie die Herausforderungen auf dem Gebiet der Abgasnachbehandlung mit unterschiedlichen Verfahrensvarianten (NOx-Speicherkat., SCR, Russfilter, …) aus der Sicht der Industrie gegeben.

52 Hauptfach H5 Elektronikfertigung Electronics Manufacturing

Hauptfachprofessor Prof. Dr. Joachim N. Burghartz

Auskünfte Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS);

Institut für Nano- und Mikroelektronische Systeme (INES)

Allmandring 30a, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/ 21-855-200

http://www.ims-chips.de

http://www.ines.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX X Burghartz Fertigung Elektronischer Systeme 3 1 WS/SS

X Burghartz Grundlagen der Mikroelektronikfertigung 2 1 SS

X Kück Grundlagen der Mikrotechnik 4 0 WS

X Sandmaier Technologien der Nano- und Mikrosystem-

technik I 4 0 SS

X Kück Aufbau- und Verbindungstechnik für

Mikrosysteme 4 0 SS

X Schinköthe Grundlagen der Feinwerktechnik; Gerätekon-

struktion und -fertigung 3 1 WS

X Schinköthe Aktorik in der Feinwerktechnik; Konstruktion,

Berechnung und Anwendung mechatroni-

scher Komponenten

3 1 WS/SS

X Dausinger Laserverfahren für die Feinwerktechnik 2 0 SS

X Verl /

Pritschow

Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen

und Industrieroboter 3 1 SS

X Osten Optische Messtechnik und Messverfahren 2 2 SS

X Mohr Elektronik für Mikrosystemtechniker 2 0 WS Seminar(e) Nach Vereinbarung Praktikum Mikroelektronik Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise: 1Die Vorlesung „Grundlagen der Mikroelektronikfertigung“ kann nur in Verbindung mit der Vorlesung „Ferti-gung Elektronischer Systeme“ als Pflichtfach belegt werden. 2Das Fach „Grundlagen der Mikroelektronikfertigung wird in Englischer Sprache gelesen.

53Fertigung Elektronischer Systeme1 (3V, 1Ü) (Burghartz) Diese Vorlesung vermittelt das Grundwissen für den Einsatz von monolithischen und hybriden elektronischen Systemen in der Mikrosystem- und Feinwerktechnik. Dabei werden behandelt: Aktive und passive Bauelemente; monolithische und hybride Integration; Grundlagen der Mik-roelektronikfertigung; Aufbau- und Verbindungstechnik; Sicherheitstechnik und Umweltver-träglichkeit; Prozess-Integration, -Kontrolle, -Automation und -Ausbeute; Hardware-Beschreibung komplexer integrierter Systeme; Testbarkeit, Testvorkehrungen und Testverfah-ren; Entwicklungs- und Fertigungsaufwand, Zeit und Kosten für anwendungsspezifische Mik-rosysteme; Prüftechnik, Störsicherheit, Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit elektronischer Systeme; System-Qualifikation und Dokumentation; Entwicklungssystematik für neue Elektro-nikprodukte; Lernkurven und Fertigungsqualität; Zuverlässigkeitsmodelle und Prüfungen; Fehlerdiagnose; Optimierungs- und Innovationszyklen; Auswirkung auf die Fertigungskosten; Null-Defekt-Konzepte; Quality Management Grundlagen der Mikroelektronikfertigung1,2 (2V, 1Ü) (Burghartz) Diese Vorlesung behandelt die grundlegenden fertigungstechnologischen Prinzipien der mo-dernen Mikroelektronik und legt damit eine Basis für das Verständnis der Fertigung elektroni-scher Systeme. Darüber hinaus vermittelt sie Basiswissen für eine Vertiefung in Silizium-basierter Mikrosystemtechnik und Mikromechanik. Behandelt werden:

- Grundlagen der Mikroelektronik (Basics of IC technology) - Reinraumtechnik und Sicherheit (Clean rooms and safety) - Silizium-Prozesstechnologie (Silicon process technology) - Process-Module (Process modules) - CMOS-Herstellungsprozess (CMOS process flow) - Testverfahren und Ausbeute (Test and yield) - Mikroelektronik-Roadmap (Roadmap for semiconductors)

Technologien der Nano- und Mikrosystemtechnik I (4V) (Sandmaier) Die Vorlesung lehrt den Studenten die grundlegenden technologischen Verfahren, auf deren Basis komplexe Nano- und Mikrosysteme realisiert werden. Nach einer kurzen Einführung in die Materialeigenschaften von Silizium und Nanomaterialien auf Kohlenstoffbasis werden die bedeutendsten Herstellungsprozesse näher erläutert. Im Anschluss daran wird gezeigt, wie durch die Kombination dieser elementaren Prozesse komplexe Bauelemente und Systeme realisiert werden. Mit dem erworbenen Wissen sollen die Teilnehmer in die Lage versetzt werden, auf der Basis gegebener technischer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen die optimale Technologie zu beurteilen und anzuwenden.

54 Hauptfach H6 Kernenergietechnik Nuclear Energy Technology Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. Eckart Laurien / N. N.

Auskünfte Institut für Kernenergetik und Energiesysteme (IKE) Pfaffenwaldring 31, 70569 Stuttgart

Tel.: 0711/685-62138, FAX: 0711/685-62010 Email: [email protected]

http://www.ike.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX X Laurien Kerntechnische Anlagen zur

Energieerzeugung 4 - SS

X Laurien / Kulenovic

Thermohydraulik der Kernreaktoren 2 - WS

X X Laurien / Buck Reaktorsicherheit 2 - WS X Bernnat Grundlagen der Reaktorphysik 2 - WS X Bernnat Reaktortheorie 2 - SS

X X Laurien / Rup-recht

Numerische Strömungssimulation 4 - SS

X Laurien Flow with Heat Transfer 2 - WS X Laurien Computational Fluid Mechanics 1 1 WS X Laurien Modellierung von Zweiphasenströmungen 2 - WS X Schmidt, M. Ausgewählte Energiesysteme und Anlagen 2 - SS X Nonnenmacher Fernwärmeversorgung 2 - WS X Pfister Strahlenschutz 2 - WS X Pfister Grundlagen der medizinischen

Strahlentechnik 1 - SS

nur eines der beiden Kernfächer muss gewählt werden Seminar(e) Seminar Kerntechnik und Reaktorsicherheit

Seminar Thermofluiddynamik

Praktikum Praktikum Kernenergietechnik > Kernreaktor SUR-100, > Radiale Flussverteilung im Reaktor > Strahlenmesstechnik / Strahlen schutz > Numerische Strömungssimulation > Strömungsmesstechnik

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

55Kerntechnische Anlagen zur Energieerzeugung (Laurien), siehe Beschreibung des Pflichtfachs P35. Thermohydraulik der Kernreaktoren (Laurien / Kulenovic) Aufbau von Druck- und Siedewasserreaktoren, Kühlmittelkreislauf, Zweiphasenströmungen, Auslegungskrite-rien, Transienten, thermohydraulische Systemcodes, Leckstörfälle, passive Sicherheitssysteme, Kontaktkon-densation, schwere Störfälle, Dampfexplosionen, Wasserstoff-Deflagration, Europäischer Druckwasserreak-tor, Kühlbarkeit von Schmelzen, Hochtemperaturreaktor, Kugelhaufenreaktor, Heliumkreislauf, passive Wär-meabfuhr, High-Performance Nuclear Reactor, superkritische Strömung, Wärmeübergangs-Minderung, Flüs-sigmetall-Strömungen. Reaktorsicherheit (Laurien / Buck), siehe Beschreibung des Pflichtfachs P26, zweiter Teil. Grundlagen der Reaktorphysik (Bernnat) Energiefreisetzung durch Kernspaltung, Aufbau von Atomkernen, Wirkungsquerschnitte, Neutronenbremsung und -thermalisierung, mögliche Moderatoren, Grundbedingungen zur Erreichung einer kritischen Anordnung, Neutronendiffusion, stationäre und instationäre Kettenreaktion, Reaktorkinetik, Möglichkeiten der Reduzie-rung langlebiger Spaltprodukte (Aktiniden), Kernenergie und Umwelt. Reaktortheorie (Bernnat) Grundbedingungen für eine selbsterhaltende Kettenreaktion, Leistungsverteilung und Reaktivität im hetero-genen Reaktor, Abbrand, Plutoniumaufbau, Spaltproduktvergiftung, Reaktivitätskontrolle, Langzeitbetriebs-strategien, Xenontransienten, Reaktordynamik. Numerische Strömungssimulation (Laurien / Ruprecht), siehe Beschreibung des Pflichtfachs P51. Flow with Heat Transfer (Laurien) und Computational Fluid Mechanics (Laurien), siehe Studiengang WASTE (in englischer Sprache). Fluids and their properties, continuum description, convection in a container heated and cooled from the sides, similarity dimension analysis, asymptotic theory, experimental setup, experimental results for container convection, necessity to perform a numerical simulation, forced and natural convection, example: Rayleigh-Benard convection, turbulence, Navier-Stokes equations (incompressible), energy equation, fully developed channel flow, developed pipe flow, heat transfer for pipe flows, developing pipe flows, boundary-layer equa-tions, flat plate flow, visualization of turbulent flows, effect of turbulence, Reynolds equations, turbulent pipe flow, turbulent boundary-layer, numerical discretization and errors, two-equation turbulence model Modellierung von Zweiphasenströmungen (Laurien) Vermittlung spezieller, in der Energietechnik benötigter Ansätze und Methoden für die mehrdimensionale numerische Modellierung von Zweiphasenströmungen unter Berücksichtigung von Verdampfungs- und Kon-densationsvorgängen, Adiabate Blasenfahne, Behältersieden, Zweiphasen-Rohrströmung, Strömungen mit schweren Partikeln, Zweiphasen-Turbulenzmodellierung, Zwei-Fluid Modell, Homogenes Modell. Ausgewählte Energiesysteme und Anlagen (Schmidt, M.), siehe Hauptfach Energiesysteme zur Techni-schen Gebäudeausrüstung. Fernwärmeversorgung (Nonnenmacher), siehe Hauptfach Energiesysteme. Strahlenschutz (Pfister) Übersicht der Strahlenexposition für den Arbeits-, Umwelt- und Patientenschutz, Physikalische und biologi-sche Grundlagen des Strahlenschutzes, Prinzipien zur Optimierung mit Hilfe organisatorischer und mess-technischer Maßnahmen, Abschirmungen für Strahlenquellen, Messnetze für die Radioaktivität in der Um-welt, Strahlenbelastung in der Medizin. Grundlagen der medizinischen Strahlentechnik (Pfister) Ionisierende Strahlung, Übersicht über die aktuelle Entwicklung der medizinischen Strahlentechnik und Ra-dionuklidanwendung, Präzision bei Strahlerzeugung, Strahlführung und Messung: Beispiel Großgeräte in der Strahlendiagnostik und Strahlentherapie. Für alle verwendeten Strahlenarten werden die physikalischen Stoßprozesse, die Energieübertragung und die Reaktionskette bis zur biologischen Endwirkung dargestellt.

56 Hauptfach H7 Energiesysteme zur technischen Gebäudeausrüstung Energysystems for Technical Building Applications

Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt

Auskünfte Institut für Gebäudeenergetik

Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Pfaffenwaldring 35, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/685-62085, 62084,

Email [email protected] www.ige.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS X X Schmidt, M. Pflichtfach-Grundlagen der Heiz- und Raum-

lufttechnik (sofern nicht als Pflichtfach der Gruppe 8 gewählt)

3 1 WS

X Schmidt, M. HLK-Anlagen 3 1 SS

X Schmidt, M. Planung von HLK-Anlagen* 1 1 SS

X Schmidt, M. Ausgewählte Energiesysteme und Anlagen 1 2 SS

X Schmidt, M. Sonderprobleme der HLK 2 WS

X Schmidt, M. Luftreinhaltung am Arbeitsplatz 2 SS

X Bauer, M. Simulation von HLK-Anlagen 2 WS

X Laurien Einführung in die numerische Strömungs-simulation

1 1 WS/SS

X Spindler Wärme- und Stoffübertragung 1* 3 1 WS

X Spindler Wärmepumpen 2 SS

X Kronenburg Grundlagen technischer Verbrennungsvor-gänge I

2 WS

X Scheffknecht Verbrennung und Feuerungen I (in Englisch) (Combustion and Firing Systems I)

2 WS

X Baumbach Reinhaltung der Luft (Luftreinhaltung I) 2 WS Seminar(e) Haupfachseminar siehe gesonderte Ankündigung

Praktikum Haupfachpraktikum siehe gesonderte Ankündigung

Studien- und Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise :

Von den angegebenen Fächern sollen 8 Stunden Kernfächer gewählt werden. Das

Hauptfach umfasst 10 SWS V und UE

* Kenntnisse in diesen Fächern werden vorausgesetzt

57Grundlagen der Heiz- und Raumlufttechnik (3 V, 1 UE, WS) M. Schmidt Grundaufbau von Heiz- und RLT- Anlagen mit Nutzenübergabe, Luftaufbereitung, Verteilung von Wärme und Kälte, Energieerzeugung; meteorologische, physiologische und prozesstech-nische Vorgaben an die Heiz- und Raumlufttechnik, strömungs- und wärmetechnische Grund-lagen, Klimaprozesse im h,x-Diagramm, Verbrennung, Bestimmung von Auslegungsdaten, Grundbegriffe der Regelungstechnik für HLK-Anlagen. HLK-Anlagen (3 V, 1 UE, SS) M. Schmidt Berechnung, Konstruktion und Betriebsverhalten von Anlagenelementen wie Raumheizflä-chen, Lufterhitzer, Kühler, Wärmerückgewinner, Befeuchter Kessel, Wärmepumpen, Solarkol-lektoren, Wärme- und Kältespeicher; Ventilatoren, Pumpen, Luftdurchlässe, Luftfilter; Aufbau, Betriebsverhalten und Energiebedarf von Heiz- und RLT-Anlagen sowie Solarsystemen; Ab-nahme von Leistungsmessungen. Planung von HLK-Anlagen (1 V, l UE, WS) M. Schmidt Planungsablauf von Vorkonzeption bis Leistungsverzeichnis mit Auswahl der Anlagenart und der Energieversorgung, Wirtschaftlichkeitsberechnung, Übersicht über Verordnungen und Richtlinien. Planen einer vollständigen Anlage in Blockübungen. Ausgewählte Energiesysteme und Anlagen l (2 V, SS) M. Schmidt Gewinnungsprozesse für die Wärmeversorgung (Heizwerke, Heizkraftwerke, Blockheizwerke, Wärmepumpe, Abwärmenutzung), Grundlagen der Kraft-Wärme-Kopplung, Wärmetransport und -verteilung, Wirtschaftlichkeitsberechnung. Alternative Energieträger und Kraftstoffe, re-generative Energiequellen, Wärmespeicher für Elektrizitätsversorgung und Heizzwecke. Sonderprobleme der HLK (2 V, SS) M. Schmidt Aktuelle Fragen der Heiz- und Raumlufttechnik wie: Prüfung von Komponenten, Simulation und Emulation, spez. technische Lösungen für Teilsysteme und Niedrigenergiehäuser. Luftreinhaltung am Arbeitsplatz (2 V, SS) M. Schmidt Einleitung, Arten, Ausbreitung und Grenzwerte von Luftfremdstoffen, Bewertung der Schad-stofferfassung, Luftströmung an Erfassungseinrichtungen, Luftführung, Luftdurchlässe, Ausle-gung nach Wärme- und Stofflasten, Bewertung der Luftführung. Simulation von HLK-Anlagen (2 V, SS) M. Bauer Grundlagen der Simulation, Simulationsmodelle, notwendige Eingabedaten, Anwendungsfälle, thermisch-energetische Simulation von Gebäuden und Anlagen, Strömungssimulation, Bei-spiele.

58 Hauptfach H8 Energiesysteme Energy Systems

Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. A. Voß

Auskünfte Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung

Heßbrühlstr. 49a, 70565 Stuttgart Tel.: 0711/685-87800

http://www.ier.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX X Voß Energiesysteme I: Grundlagen der Energiewirtschaft

und Energieversorgung 4 WS

X Voß Energiesysteme II: Rationelle Energieanwendung und Energieanlagen

2 1 SS

X Voß Systemtechnische Planungsmethoden in der Energiewirtschaft

2 1 SS

X Nonnenmacher Fernwärmeversorgung 2 WS X Friedrich, R. Energie und Umwelt 2 SS X Scherer Energiewirtschaft in Verbundsystemen 2 SS X Scheffknecht Energie- und Umwelttechnik 3 1 SS X Voß, Eltrop,

Kruck Grundlagen der Nutzung erneuerbarer Energien I + II 2/1 WS/SS

X Mattis Strategische Unternehmensplanung in der leitungs-gebundenen Energiewirtschaft

2 SS

X Stützle Entsorgung von Stoffen aus energietechnischen An-lagen

2 SS

X Friedrich, A. Brennstoffzellentechnik I + II 2/2 WS/SS X Fahl Workshop: Derzeitige und zukünftige Energieversor-

gung und Umweltbelastung in der BRD 2 SS

X N.N. Energiemärkte und Energiehandel 2 SS X Pfeiffer Energiepolitik im Spannungsfeld von Wettbewerbsfä-

higkeit, Versorgungssicherheit und Umweltverträg-lichkeit

2 WS/SS

X Fischer Optimierung des Kraftwerksportfolios im liberalisier-ten Markt

2 SS

X Blesl Kraft-Wärme-Kopplung: Anlagen und Systeme 2 SS Seminar:

Energiesysteme, Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung

Praktikum:

Hauptfach- und APMB-Praktikum Energiesysteme

Studien- und Diplomarbeiten:

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise: Wird die Vorlesung Energiesysteme I als Pflichtfach gewählt, so können 7 SWS Ergänzungsfächer gewählt werden (diese Kombination wird empfohlen). Wird im Workshop ein Vortrag gehalten, kann er als Ergänzungsfach ge-wählt werden (Nachweis durch Workshop-Schein); die Inhalte des Workshops sind prüfungsrelevant. Voraussetzung für die Anmeldung zur Hauptfachprüfung ist neben der Teilnahme an den APMB bzw. Hauptfachpraktika die Teilnahme am Seminar Energiesysteme, Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (Nachweis durch Seminarschein).

59Energiesysteme I: Grundlagen der Energiewirtschaft und Energieversorgung (Voß) Beschreibung der Lehrinhalte der Pflichtfächer befindet sich im vorderen Teil des Studienkatalogs Energiesysteme II: Rationelle Energieanwendung und Energieanlagen (Voß) Analysemethoden des energetischen Zustandes von Anlagen, Exergie-, Pinch-Point-, Prozesskettenanalyse, System-vergleiche von Energieanlagen, rationelle Energienutzung, Anlagenbeispiele, Kraft-Wärme-Kopplung, vernetzte Sys-teme, Abwärmenutzungssysteme, Wärmerückgewinnung, neue Energiewandlungstechniken und Sekundärenergieträ-ger. Systemtechnische Planungsmethoden in der Energiewirtschaft (Voß) Einführung in die Systemforschung und Systemtechnik; Sinn und Zweck von Energieplanung; Zeitreihen- und Regres-sionsanalyse; Input-Output-Analyse, lineare und nichtlineare Optimierung, System Dynamics, Kosten-Nutzen-Analyse; Modellbildung; Energiebedarfsmodelle; Planungsmodelle in der Elektrizitäts- und Mineralölwirtschaft; Energiesystem-modelle; Energiewirtschaftsmodelle; örtliche und regionale Energieplanungsmethoden. Fernwärmeversorgung (Nonnenmacher) Bedeutung der Fernwärme im Energiesystem der BRD, Wärmebedarfsermittlung, Fernwärmeerzeugungsanlagen, Fernwärmetransport, -verteilung und -übergabe, Kosten und Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte der Fernwärmeversor-gung. Energie und Umwelt (Friedrich, R.) Auswirkungen von Energiewandlungsanlagen auf Umwelt und menschliche Gesundheit, Luftschadstoffbelastung (SO2, NOx, CO, Feinstaub VOC, Ozon, Aerosole, saure Deposition, Stickstoffeintrag), Treibhauseffekt, radioaktive Strahlung, Flächenverbrauch, Lärm, Abwärme, elektromagnetische Strahlung. Energiewirtschaft in Verbundsystemen (Scherer) Elektrische Energieübertragung und Verbundbetrieb in großen Netzen, Elektrizitätswirtschaft im Zeitalter der Internati-onalisierung und Globalisierung, Energieübertragungssysteme in Europa, Voraussetzungen und Möglichkeiten des Verbundbetriebs, Besonderheiten bei der Kupplung von Netzen, Netzregelung im Verbund, Netzbetriebsführung und Netzleittechnik, elektrizitätswirtschaftliche Verfahren, Ermittlung von Kosten, Liberalisierung des europäischen Ener-giebinnenmarkts. Grundlagen der Nutzung erneuerbarer Energien I + II (Voß/Eltrop/Kruck) Physikalische und meteorologische Zusammenhänge der Sonnenenergie und ihre technischen Nutzungsmöglichkei-ten; Wasserangebot und Nutzungstechniken; räumliches und zeitliches Windenergieangebot und technische Nutzung; Geothermie; energetische Nutzung von Biomasse; Möglichkeiten und Grenzen der erneuerbaren Energieträger in Deutschland. Strategische Unternehmensplanung in der leitungsgebundenen Energiewirtschaft (Mattis) Einführung in die Praxis der strategischen Unternehmensplanung, Methoden und Rahmenbedingungen; Einwirkungen des technischen, volks- und betriebswirtschaftlichen und politischen Umfeldes auf die Unternehmen der Energiewirt-schaft vor dem Hintergrund der langfristigen Auswirkungen auf Investitions-, Markt- und Standortentscheidungen. Entsorgung von Stoffen aus energietechnischen Anlagen (Stützle) Kraftwerksprozesse, Kraftwerksreinigungsprozesse, Reststoffanfall, Verwertungsmöglichkeiten, Qualitätsanforderungen, Qualitätstests, Beseitigung und rechtliche Aspekte. Workshop: Derzeitige und zukünftige Energieversorgung und Umweltbelastung in der BRD (Fahl) Erstellung von Energieszenarien, die den zukünftigen Energiebedarf in den Sektoren Verkehr, Industrie, Haushalte und Kleinverbraucher, die Energieträgerumwandlung (Elektrizitäts-, Fernwärme- und Mineralölwirtschaft) und den Energie-trägereinsatz (Gas, Öl, Kohle, Uran, regenerative Energieträger) behandeln; Ermittlung der aus dem Energieumsatz resultierenden Luftschadstoffbelastungen; Diskussion von Maßnahmen zur Emissionsminderung. Im Workshop ist ein Seminarvortrag zu halten. Energiemärkte und Energiehandel (N.N.) Großhandelsmärkte, Endkundenmärkte, Marktmodellierung, Produkte im Energiehandel, Organisation des Energie-handels, Preisbildung und -modellierung, Bewertung von Optionen, Risikomaße und -bewertung, Portfoliomanagement und Hedging-Strategien. Energiepolitik im Spannungsfeld von Wettbewerbsfähigkeit, Versorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit (Pfeiffer) Volkswirtschaftliche Bedeutung der Energie, Energiepolitik in Deutschland, Europäisierung der Energiepolitik, Preisbil-dung in Energiemärkten, Kernthemen der europäischen und deutschen Energiepolitik, geopolitische Aspekte der Ener-giepolitik, Verkehrspolitik. Optimierung des Kraftwerksportfolios im liberalisierten Markt (Fischer) Gesamtüberblick über die Stromerzeugung im liberalisierten Markt aus Betreibersicht, energiewirtschaftliche Planung und Optimierung, Kraftwerksplanung, Fertigung, Kraftwerksbau, Inbetriebsetzung, Betrieb, Wirtschaftlichkeit Kraft-Wärme-Kopplung: Anlagen und Systeme (Blesl) Begriffdefinitionen, Konzepte für KWK-Anlagen, Systemintegration von KWK-Anlagen mit Beispielen, Wirtschaftlichkeit, Allokation und Bewertung von KWK-Anlagen, Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland Energie- und Umwelttechnik (Scheffknecht), siehe Hauptfach Feuerungs- und Kraftwerkstechnik, Luftreinhaltung Brennstoffzellentechnik I + II (Friedrich, A.), siehe Hauptfach Rationelle Energienutzung

60 Hauptfach H9 Fabrikbetrieb Industrial Management

Hauptfachprofessor Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h.

Dr. h.c. mult. E. Westkämper

Auskünfte Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb Arbeitsgruppe für Studienangelegenheiten (AfS)

Nobelstr. 12, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/685-61874

E-Mail: [email protected]

http://www.iff.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS X X Westkämper Fabrikbetriebslehre I

(Management in der Produktion) 2 1** SS

X X Westkämper Fabrikbetriebslehre II (Kosten- und Leistungsrechnung)

2 1** WS

X X* X Westkämper Wissens- und Informationsmanagement in der Produktion

4 2** SS***/ WS

X Wolf Automatisierung in Montage- und Handha-bungstechnik

2 SS

X Ondratschek / Metzner

Oberflächentechnik 4 SS

X Westkämper Strategien der Produktion 2 SS

X Bischoff Fabrikplanung und Anlagenwirtschaft I 2 WS***

X Stender Fabrikplanung und Anlagenwirtschaft II 2 SS***

X Tawakoli Verfahren der Feinbearbeitung 2 WS***

X Schloske Qualitätsmanagement 2 SS/WS

X Bulling Einführung in das deutsche und europäi-sche Patentrecht

2 WS

X Sandmaier Technologien der Nano- und Mikrosystem-technik I

4 SS

X Weber Technologien in den Prozessketten des Automobilbaus

2 2** SS***/ WS***

Seminar Fertigungstechnisches Seminar Hauptfachpraktikum Praktikum „Automatisierung“, Praktikum „Qualitätsmanagement“

Praktikum „Fabrikbetrieb – Planspiel Life“, Praktikum „Intralogistik“ Praktikum Virtual Reality in der Fabrik- und Prozessplanung

APMB-Versuche Studien- und Diplomarbeiten

Siehe Liste der APMB-Versuche in Kapitel 4 Themen unter: http://afs.iff.uni-stuttgart.de/sada/ In Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise: * Diese Vorlesung kann nur dann als Kernfach gewählt werden, wenn FBL l/ll als Pflichtfach abgeprüft wird. Ansonsten muss FBL l/ll als Kernfach gewählt wer-

den und alle anderen Vorlesungen stehen als Ergänzungsfächer zur Wahl. ** werden im Übersichtsplan nicht angerechnet. *** werden als Kompaktseminare angeboten.

61Fabrikbetriebslehre I (Management in der Produktion) und Fabrikbetriebslehre II (Kosten- und Leistungsrechnung) (Westkämper) Voraussetzung für jede industrielle Produktion ist die Kenntnis der Beziehungen innerhalb eines Unternehmens (Organisation - Technik - Finanzen) sowie zwischen Unternehmen und Umwelt (Beschaffung und Vertrieb). Im ersten Teil der Vorlesung wird das Unternehmen als komplexes, offenes System dargestellt. Ausgehend von der Unternehmensstra-tegie werden die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Betrachtungen zu Organisation (Struktur und Prozesse), Produktentwick-lung, Qualitätsmanagement, Logistik, Produktionsplanung, Informationsmanagement etc. aufgezeigt. Dabei wird auf moderne Methoden und Konzepte eingegangen. Im zweiten Teil stehen Kostenrechnung, Wirtschaftlichkeitsrechnung und Investitionsplanung im Vorder-grund. Außerdem werden Grundfragen der Fabrikplanung diskutiert. Es werden Themen wie Bilanzanalyse, statische und dynamische Wirtschaftlichkeitsrechnung, Prozesskostenrechnung, Life Cycle Controlling und Optimierung der Produktion behandelt. Der zweite Teil kann auch vor dem ersten Teil gehört werden. Wissens- und Informationsmanagement in der Produktion (Westkämper) In der industriellen Produktion sind nahezu alle Arbeitsplätze in unternehmensinternen und externen Informations- und Kommunikations-systemen vernetzt. Lernziel der Vorlesung ist es, Grundlagen, Methoden und Zusammenhänge des Managements von Informationen und Prozessen in der Produktion sowohl in operativer als auch planerischer Ebene zu vermitteln. Schwerpunkte der methodisch orientierten Vorlesung sind Grundlagen, Methoden und Werkzeuge des Wissensmanagements, Auftragsmanagements, Customer Relationship Managements, Supply Chain Managements, Produktdatenmanagements, Product Lifecycle Managements, des Fabrikdatenmanage-ments, Factory Lifecycle Management sowie der Digitalen und Virtuellen Fabrik. Die Vorlesung wird als Pflichtfach für Studierende der Studienrichtung Produktionstechnik im Maschinenbau sowie als Wahlfach im Hauptfach Fabrikbetrieb sowie in anderen Fächern angebo-ten. Der zweite Teil kann auch vor dem ersten Teil gehört werden. Automatisierung in der Montage- und Handhabungstechnik (Wolf) Die Vorlesung vermittelt einen Überblick über die Möglichkeiten und Grenzen der Automatisierung in der Handhabungs- und Montage-technik. Sie behandelt die einzelnen Handhabungsfunktionen, die zugehörige Gerätetechnik, deren Verkettung, den Materialfluss zwi-schen Fertigungsmitteln und die Automatisierungsmöglichkeiten. Ein Kapitel beschäftigt sich mit der montagegerechten Gestaltung von Werkstücken. Ausgehend von der Erläuterung der Grundbegriffe der Automatisierungstechnik wird die Notwendigkeit zur Automatisie-rung in den verschiedenen Fertigungsbereichen aufgezeigt. Technische Voraussetzungen werden analysiert und die Auswirkungen der Automatisierung auf den Menschen behandelt. Die besonderen Bedingungen und Schwierigkeiten bei der Automatisierung verschiedener Fertigungsprozesse werden exemplarisch dargestellt. Dabei wird die wirtschaftliche Betrachtung von Automatisierungsvorhaben beson-ders betont. Oberflächentechnik (Scheibe / Metzner) Die volkswirtschaftliche Bedeutung der Oberflächentechnik hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Auch zukünftig wird sie als eine der Schlüsseltechnologien angesehen. Mit Hilfe spezieller Beschichtungsverfahren ist es möglich, die Funktionalität von Oberflächen für viele Anwendungsbereiche einzustellen. Die Oberfläche eines Bauteils ist der Ort wichtiger Wechselwirkungen mechanischer, physikali-scher oder chemischer Art. Beispiele sind Verschleißfestigkeit, Gleiteigenschaften, Glanz, elektrische und thermische Leitfähigkeit, Kor-rosion sowie Biokompatibilität. In der Vorlesung wird der Begriff der Oberfläche grundlegend definiert. Aktuelle Gebiete der Oberflächen-technik werden bezüglich der Funktionalität, Qualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit beschrieben. Die Bedeutung der Be-schichtungsverfahren, der Anlagentechnologien und der Prozessregelung für die Fertigung stehen im Vordergrund der Vorlesung. Der Stoff wird praxisnah durch Besuche in den vorhandenen Versuchsfeldern veranschaulicht. Strategien der Produktion (Westkämper) Die Bedingungen des internationalen Wettbewerbs verursachen gegenwärtig eine starke Veränderung der Produktionsstrukturen in Deutschland. Heute reicht es nicht mehr aus, lediglich das richtige Produkt auf den richtigen Märkten zu platzieren. Ein Unternehmen muss dies besser, schneller und kostengünstiger und in Form eines maßgeschneiderten Leistungsbündels tun. Um dies zu erreichen, muss die Ressource Produktion zu Höchstleistungen fähig sein. Diesen Anforderungen sind viele Unternehmen heute noch nicht ge-wachsen. In dieser Vorlesung werden ausgewählte technisch und methodisch orientierte strategische Ansätze vorgestellt, denen heute eine entscheidende Bedeutung bei der Reaktion auf Veränderungen und deren Gestaltung zukommt. Mit Hilfe dieser Ansätze wird ein neuer Weg zu einer ganzheitlichen Unternehmensstrategie aufgezeigt, der die strukturelle Entwicklung der Produktion in die Unterneh-mensstrategie einbindet. Fabrikplanung und Anlagenwirtschaft I und ll (Bischoff / Stender) Wettbewerbsfähige Unternehmen müssen ihre Fabriken und Produktionen in einem turbulenten Umfeld betreiben und sind daher ge-zwungen ihre Strukturen und Prozesse kontinuierlich anzupassen und neu zu gestalten. Die Fabrikplanung beinhaltet dabei Neu-, Erwei-terungs- und Rationalisierungsplanungen Im Rahmen der Vorlesung Fabrikplanung I wird u.a. auf Themen wie Bestands- und Transport-optimierung, Produktionsprinzipien sowie auf Methoden des Wertstromdesigns eingegangen. Fabrikplanung II bezieht sich auf den Teil der „Anlagenwirtschaft“. Unter Anlagenwirtschaft wird die Instandhaltung von bestehenden Anlagen eines Unternehmens verstanden, um die Verfügbarkeit der Anlagen zur Produktion sicherzustellen. Ausgehend von effizienten Strategien zur Auslösung von Instandhaltungs-aktivitäten wird ein Instandhaltungsprogramm erarbeitet. Dabei spielen sowohl Kosten, als auch Risikoaspekte eine bestimmende Rolle. Qualitätsmanagement (Schloske) Qualitätssicherung und -management müssen in zeitgemäßen Produktionsbetrieben von der Marktanalyse über die Beschaffung, Ent-wicklung und Fertigung bis zum Einsatz beim Kunden systematisch umgesetzt werden. Es existieren zahlreiche Methoden, z.B. Quality Function Deployment (QFD), Fehlermöglichkeits- und einflussanalyse (FMEA), Statistische Prozessregelung (SPC) etc., um die betriebli-chen Abläufe zu regeln und zu optimieren, diese werden in der Vorlesung behandelt und an Fällen aus der industriellen Praxis vertieft. Die Erfüllung der Kundenanforderungen an Produkte und Dienstleistungen und die Kundenzufriedenheit stehen im Vordergrund eines zeitgemäßen Qualitätsmanagements. Die Vorlesung gibt einen Überblick über die Aufgaben und die organisatorischen Maßnahmen für ein umfassendes Qualitätsmanagement. In die Betrachtung sind alle Phasen im Produktlebenszyklus, vom Marketing bis zur Nutzung einbezogen: Qualitätsphilosophie, Entwicklung von der Qualitätskontrolle zu TQM, Benchmarking, Aufbau und Einführung eines QM-Systems, Aufbau- und Ablauforganisation, QM-Normen, QM-Handbuch, Auditierung, Aufgaben der Qualitätsplanung, Prüfmittelüberwa-chung, Q-Lenkung, u.a. Technologien der Nano- und Mikrosystemtechnik I (H. Sandmaier) Die Vorlesung lehrt den Studenten die grundlegenden technologischen Verfahren, auf deren Basis komplexe Nano- und Mikrosysteme realisiert werden. Nach einer kurzen Einführung in die Materialeigenschaften werden die bedeutendsten Herstellungsprozesse näher erläutert und durch die Kombination dieser Prozesse werden dann komplexe Bauelemente und Systeme realisiert. Die Teilnehmer wer-den in die Lage versetzt auf der Basis gegebener technischer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen die einzelnen Technologien zu beurteilen und die optimale Technologie anzuwenden. Informationen über Vorlesungen, die hier nicht aufgeführt sind, erhalten Sie bei der Arbeitsgruppe für Studienangelegenhei-ten (AfS).

62 Hauptfach H10 Feinwerktechnik Precision Engineering Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schinköthe Auskünfte Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Pfaffenwaldring 9, 70550 Stuttgart Tel.: 0711/685-66402/66411, Fax: 0711/685-56402 http://www.uni-stuttgart.de/ikff Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X Schinköthe/ Burkard

Grundlagen der Feinwerktechnik, Gerätekonstruktion und -fertigung

3 1 WS

X Schinköthe

Aktorik in der Feinwerktechnik; Konstruktion, Berechnung und Anwendung mechatronischer Komponenten

3 1 WS/SS

X Schinköthe/ Ulmer

Praktische FEM-Simulation mit ANSYS und MAXWELL

1 1 SS

X Schinköthe/ Burkard

Praxis des Spritzgießens in der Gerätetech-nik; Verfahren, Prozesskette, Simulation

1 1 SS

X Effenberger Elektrische Bauelemente in der Feinwerk-technik

2 SS

X Effenberger Elektronik für Feinwerktechniker 2 WS

X Mohr Elektronik für Mikrosystemtechniker 2 WS

X Mohr Elektronische Bauelemente in der Mikrosys-temtechnik

2 SS

X Kück Grundlagen der Mikrotechnik I/II 3 1 WS/SS

X Sandmaier Technologien der Nano- und Mikrosystem-

technik I

4 SS

X Osten Optische Messtechnik und Messverfahren 2 2 SS

X Burghartz Fertigung elektronischer Systeme 3 1 SS

X Bulling Einführung in das Patentrecht 2 WS Seminar(e) Hauptfachseminar siehe besondere Ankündigung Praktikum siehe Fächerbeschreibung, im WS und SS verteilt Studien- und Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor Hinweis: Das Hauptfach umfasst 10 SWS V und UE, wobei beide Kernfächer als Kernfächer oder Pflichtfach und Kernfach belegt werden sollten.

63Grundlagen der Feinwerktechnik, Gerätekonstruktion und -fertigung (Schinköthe / Burkard; V 3 / UE 1 im WS) Die Vorlesung behandelt Entwicklung und Konstruktion feinwerktechnischer Geräte / Systeme. Den Schwerpunkt bilden folgende Themenkreise: - Methodik der Geräteentwicklung, methodische Ansätze zur kreativen Lösungsfindung - Genauigkeit und Fehlerverhalten in Geräten, Präzisionsgerätetechnik, Anforderungen/Aufbau - Toleranzrechnung, Toleranzanalyse - Zuverlässigkeit und Sicherheit von Geräten - Beziehungen zwischen Gerät und Umwelt - Schwingungsdämpfung und Lärmminderung in der Gerätetechnik - Kunststofftechnologie und -anwendung in der Gerätetechnik (Werkstoff, Verfahren, Bauteil-, Werkzeugkonstruktion). Beispielhafte Vertiefung in zugehörigen Übungen und Praktika (Hauptfachpraktika), s. u. Aktorik in der Feinwerktechnik; Konstruktion, Berechnung und Anwendung mechatronischer Komponenten (Schinköthe; V 3 / UE 1 im WS und SS) Die Vorlesung beleuchtet mechatronische Komponenten der Feinwerktechnik. Behandelt werden fein-werktechnische Antriebe unterschiedlicher Wirkprinzipe mit den Schwerpunkten: - Magnettechnik/-technologie (Werkstoffe, Verfahren, konstruktive Auslegung, Magnetisierung) - Elektromagnetische Antriebe (rotatorische und lineare Schrittmotoren; Berechnung, Gestaltung, Anwendung) - Elektrodynamische Antriebe (rotatorische und lineare Gleichstromkleinstmotoren; Berechnung, Gestaltung, Anwendung) - Piezoelektrische, magnetostriktive und andere unkonventionelle Aktorik (neue Werkstoffe in mechatronischen Komponenten, Berechnung, Gestaltung, Anwendung) - Beispiele zur Realisierung mechatronischer Lösungen in der Feinwerktechnik. Beispielhafte Vertiefung in zugehörigen Übungen und Praktika (Hauptfachpraktika), s. u. Praktische FEM-Simulation mit ANSYS und MAXWELL (Schinköthe / Ulmer u. a. ; V1 / UE1 im SS) Einführung in die praktische Nutzung der FEM-Programme ANSYS und MAXWELL zur Berechnung von Strukturmechanik-Aufgaben, thermischen Problemen, Magnetfeldern und Antrieben (Lineardirekt-antriebe und piezoelektrische Antriebe). Praxis des Spritzgießens in der Gerätetechnik; Verfahren, Prozesskette, Simulation (Schinköthe / Burkard; V1 / UE1 im SS) Spritzgießverfahren der Mikro- und Gerätetechnik, Sonderverfahren, Prozesskette, Bauteil-, Werk-zeugkonstruktion, Nutzung von Simulationstechniken zur effizienten Entwicklung; mit Praktika am Spritzgießautomaten und am Programmsystem Moldflow. Elektronik für Feinwerktechniker (Effenberger; V2 im WS) Grundschaltungen der Analog- und Digitaltechnik, Sensoren, Anwendungsbeispiele integrierter Schalt-kreise (z. B. Operationsverstärker, A/D-Wandler, logische Schaltungen, Speicher) in Bipolar- und MOS-Technik, Einführung Microcomputer. Elektrische Bauelemente in der Feinwerktechnik (Effenberger; V2 im SS) Halbleiterbauelemente (diskrete und integrierte, analoge und digitale Bauelemente, Sensoren, Wand-ler), Dioden, Transistoren, Thyristoren, Triac, Fotoelemente, Fotodioden, Lumineszenzdioden, Opto-koppler, temperaturabhängige Bauelemente, Mikroprozessortechnik. Hauptfachpraktika: Lineardirektantriebe; Ultraschallantriebe; FEM-Kurs (SS) Gleichstrommotoren; Koordinatenmesstechnik; Spritzgießen (WS) APMB: Schrittmotoren (WS) Raster-Elektronen-Mikroskopie (WS) Hinweis: Ergänzungsfächer aus anderen Instituten sind auf deren Seiten beschrieben.

64

Hauptfach H11

Fertigungstechnik keramischer Bauteile, Verbundwerk-stoffe und Oberflächentechnik

Manufacturing Technology of Ceramic Components, Com-posites and Surfaces

Hauptfachprofessor o. Prof. Dr. rer. nat. Rainer Gadow

Auskünfte Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile (IFKB)

Allmandring 7 b, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/685-68301

http://www.uni-stuttgart.de/ifkb Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X Gadow Fertigungstechnik keramischer Bauteile 2 - WS/SSX X Gadow / Kern Verbundwerkstoffe I: Anorganische Faserver-

bundwerkstoffe 2 - WS

X X Gadow / Killin-ger

Verbundwerkstoffe II: Oberflächentechnik und Schichtverbundwerkstoffe

2 - SS

X Gadow/Killinger Oberflächen- und Beschichtungstechnik II 2 - SS X Kern Fertigungstechnik technischer Kohlenstoffe 2 - WS/SS X Killinger Thermokinetische Beschichtungsverfahren 2 - WS X Gadow Total Quality Management (TQM) und unterneh-

merisches Handeln 2 - WS/SS

X Binz Methodisches Konstruieren I/II 3 1 WS/SS X Gaul / Wagner Methode d. finiten Elemente in Statik u. Dynamik 2 2 WS X Graf Grundlagen der Laserstrahlquellen oder

Materialbearbeitung mit Lasern 3 1 WS/SS

X Piesche / Schütz

Grundlagen der mechanischen Verfahrenstech-nik

3 1 SS

X Heisel Grundlagen der Werkzeugmaschinen 4 - WS X Roos Leichtbau 3 1 SS X Roos Festigkeitslehre I 3 1 WS X Rothmund Grundlagen der Zerspanungstechnologie 2 - WS X Schinköthe Gerätekonstruktion und -fertigung in der Fein-

werktechnik 3 1 WS

X Schmauder Werkstofftechnik und -simulation 3 1 SS X Verl Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und

Industrieroboter 3 1 SS

Seminar(e) Angewandte Oberflächentechnik und Prozessoptimierung in der Serienfertigung (Buchmann)

Praktikum siehe besondere Ankündigung

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise: Ergänzungsfächer sind in Absprache mit dem Hauptfachprofessor zu wählen.

65 Fertigungstechnik keramischer Bauteile (Gadow) Grundlagen Werkstoffe und Keramik, Rohstoffe und Hilfsstoffe, Masseaufbereitung, Charak-terisierung von Vorprodukten und Feststoffsuspensionen, Rheologie, Sprüh- und Aufbaugranula-tion, Urformgebungsverfahren Gießen, Spritzgießen, Extrudieren, Foliengießen, kaltisostatisches Pressen (CIP), Grünzerspanung, heißisostatisches Pressen (HIP) und Gasdrucksintern, Sinter- und Wärmetechnik, Industrieofentechnik, Materialfluss- und Handlingsysteme, Prozess- und Anla-gentechnik, Fertigbearbeitung von Hartstoffen, Qualitätssicherung. Verbundwerkstoffe I: Anorganische Faserverbundwerkstoffe (Gadow / Kern) Herstellung, Charakterisierung und Auswahl von Verstärkungsfasern, Metallische und keramische Matrixwerkstoffe, Herstellungsverfahren und chemische Technologie, Polymere Vorprodukte, Me-chanische, textiltechnische und thermische Verfahrenstechnik, Grenzflächensysteme und Haftung, Strukturmechanik, Bauteildimensionierung, -prüfung und -charakterisierung, Füge- und Verbin-dungstechnik, Zerspanende und andere Verfahren der Verarbeitungstechnik. Verbundwerkstoffe II: Oberflächentechnik und Schichtverbundwerkstoffe (Killinger) Schichtverbundwerkstoffe, Metalle, Cermets, Keramik, Metallisieren durch thermisches Spritzen, Thermokinetische Beschichtung mit Keramik und Hartstoffen, Steuerungstechnik und Prozessau-tomatisierung, Manipulatoren, Handlingsysteme, Industrieroboter und Mehrachsen-bewegungssysteme, Vakuumverfahren, Dünnschichttechnologien PVD und CVD, Verschleiß- und Korrosionsschutz für Hochtemperaturanwendungen, Diffusionsschichten, Schicht- und Bauteilcha-rakterisierung. Fertigungstechnik technischer Kohlenstoffe (Kern) Rohstoffe und Bindemittel zur Herstellung von Kohlenstoffmaterialien, Elektrodenwerkstoffe für die Elektrometallurgie, Kohlenstoff als Feuerfestmaterial, im chemischen Apparatebau, in der Medizin-technik und im Maschinenbau, Stand der Technik bei Herstellverfahren und Fertigungstechnologie, neue Fertigungsverfahren zur Near-net-shape-Fertigung von Hochleistungskohlenstoffen. Thermokinetische Beschichtungsverfahren (Killinger) Grundlagen und Verfahrensvarianten thermokinetischer Beschichtungsverfahren (Flammspritzen, Elektrolichtbogenspritzen, Überschallpulverflammspritzen, Suspensionsflammspritzen, Plas-maspritzen), Fertigungs- und Anlagentechnik, Moderne Online-Diagnoseverfahren, zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren für Schichtverbunde, industrielle Anwendungen, aktuelle For-schungsschwerpunkte. Total Quality Management (TQM) und unternehmerisches Handeln (Gadow) In dieser Vorlesung werden wichtige Aspekte aus dem Bereich der industriellen Prozessanalyse und des Qualitätsmanagements behandelt. Dabei werden die Teilnehmer v. a. mit den grund-legenden Ideen von KAIZEN, einer qualitätsorientierten japanischen Managementlehre, und mit den Methoden und Werkzeugen der statistischen Qualitäts- und Prozesskontrolle vertraut ge-macht.

66 Hauptfach H12 Feuerungs- und Kraftwerkstechnik, Luftreinhaltung Combustion and Power Plant Technology,

Air Quality Control Hauptfachprofessor Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht Auskünfte Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK) Pfaffenwaldring 23, 70569 Stuttgart Tel.: 0711 / 685-63397, Fax: 0711 / 685-63491 http://www.ifk.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V Ü WS/ SS

X Scheffknecht Energie- und Umwelttechnik 3 1 SS

X Scheffknecht Verbrennung und Feuerungen I (in Englisch) (Combustion and Firing Systems I) 2 WS

X Scheffknecht Dampferzeugung 3 1 WS X Schnell Kraftwerksanlagen I 2 SS X Schnell Kraftwerksanlagen II 2 SS X Schnell Verbrennung und Feuerungen II 1 WS

X Seifert Technik der thermischen Abfallbehandlung (in Englisch) (Thermal Waste Treatment) 2 SS

X X Baumbach/

Seifert Abgasreinigung bei Feuerungsanlagen (in Englisch) (Flue Gas Cleaning for Combustion Plants) 2 WS

X Stützle Entsorgung v. Stoffen aus energietechnischen Anlagen (Modul: „Kraftwerksabfälle“) 2 SS

X Baumbach Reinhaltung der Luft (Luftreinhaltung I) 2 SS

X Baumbach Messen und Analysieren von Luftverun-reinigungen (Measurement of Air Pollutants Part I) 1 SS

X Baumbach Emissionsminderung bei ausgewählten industriel-len und gewerblichen Prozessen II 0,5 1,5 SS

X Casey/Bell Dampf- und Gasturbinen 1 1 WS

X Specht Regenerative flüssige und gasförmige Brenn- und Kraftstoffe 1 WS

X Wauschkuhn Wirtschaftlichkeitsrechnung in der Kraftwerk-stechnik 1 SS

X Lehner Regelung von Kraftwerken und Netzen 4 WS X Laurien Flow and Heat Transfer (in Englisch) 1,5 WS X Nonnenmacher Umweltrecht in der betrieblichen Praxis 2 WS

X Bulling Einführung in das deutsche und europ. Patentrecht 2 WS

X Risio Simulations- und Optimierungsmethoden für die Feuerungstechnik 2 WS

Seminar(e) Siehe besondere Ankündigung, 2 WS/SS Praktikum Feuerungs- und Kraftwerkstechnik, Reinhaltung der Luft:

4 Hauptfachversuche obligatorisch 2 WS/SS Studien- und Diplomarbeiten Themen am Institut erfragen, s. a. Aushänge

67Energie- und Umwelttechnik (Scheffknecht): Siehe Beschreibung der Pflichtfächer (P36) Verbrennung und Feuerungen I (in Englisch) (Combustion and Firing Systems I) (Scheffknecht): Brennstoffe, Ver-brennungsvorgang, Lehre von Flammen, Brennern und Feuerungen, Wärmeübertragung im Feuerraum, Schadstoffentste-hung und -minderung in technischen Feuerungen, Vergasung, Regenerative Energieträger. Dampferzeugung (Scheffknecht): Dampferzeugerbauarten und zugehörige Feuerungen, Wärme- und Strömungstechnik, Komponenten und Nebenanlagen, Werkstoffe und Festigkeit, Anlagen, Dynamik, Fahrweise, Regelung und Steuerungen, Speisewasserchemie und Korrosion. Kraftwerksanlagen I (Schnell): Energie und CO2-Emissionen, Energiebedarf und -ressourcen, CO2-Anreicherungs- und Abscheideverfahren, Referenzkraftwerk auf der Basis von Stein- und Braunkohle, Wirkungs-gradsteigerung durch fortge-schrittene Dampfparameter, Prinzipien des Gas- und Dampfturbinenkraftwerkes. Kraftwerksanlagen II (Schnell): Erdgas/Kohle-Kombi- und Verbundkraftwerke, Kohle-Kombi-Kraftwerksprozesse (Druck-vergasung und Druckfeuerung), Vergleich von Kraftwerkstechnologien. Verbrennung und Feuerungen II (Schnell): Strömung, Strahlungswärmeaustausch, Brennstoffabbrand und Schadstoff-entstehung in Flammen und Feuerräumen: Grundlagen, Berechnung und Modellierung. Technik der thermischen Abfallbehandlung (in Englisch) (Thermal Waste Treatment) (Seifert): Abfallwirtschaft - Ein-führung; Gesetzliche Regelungen; Ziele und Entwicklungen der thermischen Abfallbehandlung (TAB); Grundverfahren der TAB; Verfahren der Abfallverbrennung - Vergleich der Grundverbrennungssysteme; Pyrolyse / Vergasungsverfahren; TAB-Kombiprozesse. s. Beschreibung der Pflichtfächer (P43 Teil 1) Abgasreinigung bei Feuerungsanlagen (in Englisch) (Flue Gas Cleaning for Combustion Plants) (Baumbach/Seifert): Entstaubungsverfahren, Stickstoffoxidminderung (katalytisch, nichtkatalytisch), Rauchgasentschwefelung (trocken und nass), Verfahren zur Abscheidung spezieller Schadstoffe. Energienutzung und Rauchgasreinigung; Reststoffe aus der thermischen Abfallbehandlung . s. Beschreibung der Pflichtfächer (P43 Teil 2) Entsorgung von Stoffen aus energietechnischen Anlagen (Stützle): Kraftwerksprozesse, Kraftwerksreinigungsprozesse, Reststoffanfall, Verwertungsmöglichkeiten, Qualitätsanforderungen, Qualitätstests, Beseitigung und rechtliche Aspekte. Reinhaltung der Luft (Luftreinhaltung I) (Baumbach): Entstehung von Luftverunreinigungen, Ausbreitung und Umwand-lungen in der Atmosphäre und Deposition, Wirkungen auf Menschen, Tiere, Pflanzen und Sachgüter, Verfahren zur Emissi-onsminderung, Vorschriften, aktuelle Probleme der Luftreinhaltung. Messen und Analysieren von Luftverunreinigungen (Measurement of Air Pollutants Part I) (Baumbach): Einsatzge-biete der Messtechnik, physikalische und chemische Messverfahren für gasförmige Luftverunreinigungen, Messverfahren für Partikel, Aufbau von Messplätzen und Messstationen, Probenahmesysteme. Emissionsminderung bei ausgewählten industriellen und gewerblichen Prozessen II (Baumbach): Beschreibung der Prozesse und ihrer Emissionsprobleme, Emissionen und Abgasbehandlung bei ausgewählten industriellen und gewerbli-chen Prozessen, Spezifische Emissionsminderung. Regenerative flüssige und gasförmige Brenn- und Kraftstoffe (Specht): Techniken zur Erzeugung und Umwandlung von flüssigen und gasförmigen Kraftstoffen aus regenerativen Energiequellen (Biomasse, Sonne...), Potentiale der unter-schiedlichen Energiequellen, Wirtschaftliche Aspekte und politische Rahmenbedingungen. Wirtschaftlichkeitsrechnung in der Kraftwerkstechnik (Wauschkuhn): Grundlagen und Methoden der Investitionsrech-nung; Investitions- und Betriebskosten von Kraftwerken; Bestimmung der Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken und Beispiele zur Anwendung der Wirtschaftlichkeitsrechnung in der Kraftwerkstechnik. Regelung von Kraftwerken und Netzen (Lehner): Regelung von Kraftwerksblöcken: Blockschaltbilder für Dampferzeuger, Turbine, Generator; Regelschaltungen für verschiedene Betriebsweisen; Regeldynamisches Zusammenwirken von Kraftwerks-blöcken und elektrischer Teilnetze im Netzverbundbetrieb: Kraftwerks-, Verbraucher- und Netzdynamik; Regelschaltungen, Netz-Simulation, Vergleich von Messung und Rechnung. Flow and Heat Transfer (in Englisch) (Laurien): - siehe zum Lehrinhalt der Vorlesung von Prof. Laurien Hauptfach Kern-energietechnik Umweltrecht in der betrieblichen Praxis (Nonnenmacher): Grundsätze des immissionsschutzrechtlichen Genehmi-gungsverfahrens, Verordnungen nach BImSchG, Überwachung, Störfallverordnung. Umweltverträglichkeitsprüfung; Betrieb-liche Umsetzung umweltrelevanter Verpflichtungen (Betriebsorganisation, Betriebsbeauftragte, Eigenkontrolle, Umweltau-dit). Einführung in das deutsche und europäische Patentrecht (Bulling): siehe: www.ivr.uni-stuttgart.de/wipo/download.html Simulations- und Optimierungsmethoden für die Feuerungstechnik (Risio): und Demonstration des VR-Visualisierung für industrielle Feuerungen, Methoden zur Bestimmung der Verlässlichkeit feuerungstechnischer Vorhersagen (Validierung) an Praxis-Beispielen, Optimierung in der Feuerungstechnik: Gradientenverfahren, Evolutionäre Verfahren und Genetische Algorithmen.

68 Hauptfach H13 Fördertechnik und Logistik Mechanical Handling and Logistics

Hauptfachprofessor Wehking Auskünfte Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT) Holzgartenstr. 15B, 70174 Stuttgart Tel.: 0711/685-83770 http://www.uni-stuttgart.de/ift Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSXF XF

Vorwerk

Grundlagen der Fördertechnik: Teil I Konstruktionselemente der Förder-technik (*) 2SWS

(obligatorisch, sofern nicht als Pflichtfach der Gruppe 7 gewählt)

4

WS

Wehking Teil II Grundlagen der Materialflusstechnik (*) 2SWS (obligatorisch, sofern nicht als Pflichtfach der Gruppe 7 ge-wählt)

WS

X Winter Seiltechnologie: Prüfung, Dimensionierung Betrieb

2 SS

X Vorwerk/ Krebs

Materialflussautomatisierung 2 WS

XS XF Eisinger Sicherheitstechnik I (**) 2 SS

X Vorwerk Schüttgutfördertechnik 2 SS

X Marrenbach Modellierung und Simulation in der Förder-technik

2 WS

X Wehking Entsorgungslogistik 2 SS

XF Winter Personen-Fördertechnik 2 WS

X Vorwerk Baumaschinen 2 SS

XL Wehking Planung logistischer Systeme 2 SS

XL XL Wehking Logistik: Teil I Grundlagen der Logistik(*) 2SWS (obligatorisch, sofern nicht als Pflichtfach der Gruppe 7 gewählt)

4

SS

Teil II Umschlag- und Handhabungstech-nik(*) 2SWS (obligatorisch, sofern nicht als Pflichtfach der Gruppe 7 gewählt)

WS

X Raach Seilendvergüsse 2 SS

X Dunkler Effiziente Montage und Logistik in der Au-tomobilindustrie

2 SS

X Hager Logistiknetzwerke 2 SS

Seminare Hauptfachseminar, Seminar Logistiksystemplanung, Seminar Materialflusssimulation, Seminar Planung und Bewertung logistischer Systeme Nähere Hinweise siehe Aushänge und Homepage des IFT

Einführung zur praktischen Arbeiten mit CAD-System Autodesk Inventor Praktikum Hauptfachpraktikum Fördertechnik (mind. 4 Versuche) und APMB Studien- und Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

69Seilendvergüsse (Raach) Theoretische Grundlagen zu Seilendverbindungen, Theoretische Grundlagen zur Herstellung von Vergüssen, Ermittlung der Tragfähigkeit von Seilendvergüssen, Grundlagen und Hintergründe zur Herstellung von Seilbesen zur Herstellung von Seilendvergüssen, selbstständige Vorberei-tung von Seilen zur Herstellung von Seilendvergüssen, selbstständige Ausführung von Seilendvergüssen, Durchführung von Zerreißversuchen mit den eigens hergestellten Vergüssen.

Effiziente Montage und Logistik in der Automobilindustrie (Dunkler) Ingenieur in der Produktion, Grundaufbau Montage/Logistik Werk Rastatt, Effizienz, Produktionssystem, KVP, Prozessoptimierung, Qualitätsme-thoden, Problemlösemethoden, Planungsgrundlagen, Produktgestaltung, Produktionsvorbereitung, Materialflussplanung, Belieferungsarten, Transportplanung, Ladungsträgerplanung, Frachtplanung, Fördermittel, Kanban, Arbeitswirtschaft, Praxisübungen

Logistiknetzwerke (Hager) Teil 1: Logistiknetzwerke: Grundlegende Begriffe und Definitionen; Aufbau und Funktionsweise von Logistiknetzwerken; Abgrenzung zur Supply Chain; Unterfütterung der Grundlagen durch Beispiele. Teil 2: Beispiele für weltumspannende Logistiknetzwerke; Beispiele aus dem Bereich Automobilindustrie (Daimler, Porsche, etc.), der Computer- und Elektronikindustrie. Teil 3: Ausgewählte Systeme und Methoden für das Netzwerkmanagement; Qualitätsmanagement in Logistiknetzwerken (TQM, EFQM); Nach-haltigkeit in Logistiknetzwerken (Green Logistics); Informations- und Kommunikationssysteme in Logistiknetzwerken (Systeme, Aufgaben, Funkti-onsweisen).

Grundlagen der Logistik (Wehking) Logistik: Definitionen, Bedeutung. Einführung Materialflusslehre, Steuerungstechnik und Informationsfluss, Wirtschaftlichkeit logistischer Syste-me. Ausgewählte Strategien und Konzepte in der Logistik: SCM, ECR, JIT, LLZ, Kanban. Beschaffungslogistik: Bestellpolitik, Beschaffungsstra-tegien und Lieferantenmanagement. Produktionslogistik: Losgrößenbestimmung, Layoutplanung. Distributionslogistik: Lagerarten, Kommissio-nierstrategien, Distributionsstruktur. Entsorgungslogistik: Strategien.

Grundlagen der Materialflusstechnik (Wehking) Stetigförderer (Band- und Kettenförderer, Hängeförderer, Schwingförderer, angetriebene Rollenbahnen, Schwerkraft- und Strömungsförderer usw.), Unstetigförderer (Flurförderzeuge, flurgebundene Schienenfahrzeuge, aufgeständerte Unstetigförderer, flurfreie Unstetigförderer), Lager-technik (Systematisierung nach Bauart und Lagergut, statische und dynamische Lager).

Umschlags- und Handhabungstechnik (Wehking) Umschlags- und Handhabungsprozesse anhand von Transportketten, Verpackungen, Behälter, Paletten, Container, Paletten- und Containerbe-ladung, Strichcodes und Transponder (RFID), Handhabungstechnik, Roboterkinematik, Sensorik, Aktorik, Robotersteuerung, Werkzeuge Roboter im Materialfluss, Umschlagstechnik, Ladezonen, Umschlagsanlagen.

Entsorgungslogistik (Wehking) Fördertechnischen Elemente innerhalb der STULB-Prozesse (Sammeln, Transportieren, Umschlagen, Lagern und Behandeln von Abfällen): Sammelsysteme; Transport-, Förder- und Umschlagsysteme: Fahrzeuge für Umleer-, Wechsel- und Einwegsysteme; Lagerung und Behandlung von Abfällen: Deponietechnik, Sonderabfallzwischenlager, Wertstofflagerung, mechanische Behandlung (Zerkleinern, Sortieren, Kompaktieren), biologische Verwertung; Abfallarten/Abfallmengen; rechtliche Rahmenbedingungen.

Planung logistischer Systeme (Wehking) Aufgabenfelder der Planung, Systeme und Modelle, Planung von Materialflusssystemen, Planung von Logistiksysteme. Systematische Planung anhand Mehrstufenmodells: Festlegung Planungsziel und Planungweite, Ist- und Soll-Zustand, Grobkonzept, Feinplanung, Realisierung, Planung anhand eines Praxisbeispiels.

Sicherheitstechnik I (Eisinger) Einführung, Zuverlässigkeitsfunktionen, Ermittlung von Verteilungen, Statistik, Sicherheitskriterien und Maßnahmen, Redundanz, Eintrittswahr-scheinlichkeit, Diversitätsprinzip, Vorschriften, Sicherheitsanalyse, gegenseitige Gefährdung von Mensch-Maschine-Umwelt.

Materialflussautomatisierung (Vorwerk/ Krebs) Kommunikationssysteme: Datenkommunikation über Netzwerke, Protokolle, Bussysteme. Materialflusssteuerungssysteme. Transportleitstand. DV-Strukturen in der Logistik und die Einbindung in ERP-Systeme wie SAP R/3. Kommissionierstrategien in automatisierten Lagerbauten. SPS-Aufbau und Programmierung. Sensorik: Nährungsschalter, Laserscanner. Aktorik: Stellmotoren, Sorterelemente.

Personenfördertechnik (Winter) Bauarten von Seilbahnen, Fahrtreppen, Fahrsteigen, Schachtförderanlagen, und Aufzügen; Antriebe, Treibscheibenwinden, Steuerung, Förder-strom, Bremsen.

Konstruktionselemente der Fördertechnik (Vorwerk) Einteilung und Systematisierung der Fördertechnik. Bauteile der Fördertechnik: Seile und Seiltriebe, Ketten- und Kettentriebe, Bremsen, Brems-lüfter und Gesperre, Laufräder/Schienen, Lastaufnahmemittel, Anschlagmittel, Kupplungen, Antriebe mit Verbrennungsmotoren, Elektrische Antriebe, Hydrostatische Antriebe.

Seiltechnologie: Prüfung, Dimensionierung, Betrieb (Winter) Machart von Drahtseilen, Spannungen, Lebensdauer, Ablegereife, Regelwerke für die Bemessung, Auswahl der Seilmachart; Faserseile; Seilver-bindungen; Seilrollen, Seiltrommeln, Treibscheiben; Treibfähigkeit, Anordnung u. Wirkungsgrade von Seiltrieben. Kettentriebe: Last-, Förder- u. Treibketten; Kraftübertragung an Kettenrädern. Anschlagseile, Anschlagtechnik, Handhabung.

Schüttgutfördertechnik (Vorwerk) Grundlagen Stetigförderer, Schüttguteigenschaften, Bunker- und Siloauslegung, Gurtförderer, Übergabestellen, Becherwerke, Kettenförderer, Schneckenförderer, Simulation von Schüttgutströmen mit kontinuumsmechanischen und diskrete Elemente Methoden.

Modellierung und Simulation in der Fördertechnik (Marrenbach) Modell und Realität, Modell und System, Modellbildung, Modellvalidierung, Modellierung von Systemen und Prozessen von Logistiksystemen, Simulation, Simulationsarten, Diskret-Ereignisorientierte Simulation, Simulation von Materialfluss- und Logistiksystemen , Regelkreis der Simula-tionstechnik.

Baumaschinen (Vorwerk) Baumaschinen I: Erdbewegungsmaschinen: Seil- und Hydraulikbagger; Planierraupen, Lader, Scraper, Grader, Erdtransportgeräte. Auslegung von Komponenten für Hydraulikbagger: Grabkräfte, Hydraulik, Standsicherheit, Festigkeitsnachweis der Arbeitseinrichtung. Baumaschinen II: Beton und Mörtel als Baustoffe. Betonaufbereitung. Transport- und Fördermittel für Beton und Mörtel: Transportfahrzeuge, Betonpumpen (Verteilermast, Hydraulik, Betriebsdatenerfassung, Robotik), Mörtelmaschinen. Verdichtungsmaschinen, Betonformgebungsanla-gen.

70 Hauptfach H14 Konstruktionstechnik Design Technology

Hauptfachprofessoren Bertsche, Binz, Maier, Haas

Auskünfte

Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD)

Institut für Maschinenelemente (IMA)

Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/685-66055 e-mail: [email protected]

Tel.: 0711/685-66170 e-mail: [email protected]

http://www.iktd.uni-stuttgart.de http://www.ima.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V Ü WS/ SS

X X X Bertsche Zuverlässigkeitstechnik 3 1 WS/ SS

X X X Bertsche / Krolo Konstruktion der Fahrzeuggetriebe 3 1 SS

X X Binz Methodisches Konstruieren I / II 3 1 WS/ SS

X X X Binz / Katzenbach

Informationstechnik und Wissensverar-beitung in der Produktentwicklung I / II

3 1 WS/ SS

X X Maier Technisches Design I + II 2 2 WS

X X Maier Technisches Design III + IV 2 2 SS

X X X Haas, W. Dichtungstechnik 3 1 SS/ WS

X X Rzepka Getriebelehre – Grundlagen der Kinematik

3 1 SS

X Bachmann Industriegetriebe 2 WS

X Bachmann Anwendung der Methode der Finiten Elemente im Maschinenbau

1 2 SS

X Traub Value Management 2 WS + SS

X

Grunau

Grundlagen der Wälzlagertechnik

2

SS

X

X X

Alxneit Gumpoltsberger Longhitano

Dynamiksimulation in der Produktent-wicklung Planetengetriebe Simulation im technischen Entwick-lungsprozess

1 2 2

1 WS WS WS

Seminar(e)

siehe besondere Ankündigung

Praktikum siehe besondere Ankündigung Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweis: Von den oben angegebenen Fächern sollen 8 Stunden Kernfächer gewählt werden. Für das Hauptfach-Praktikum müssen mindestens 4 Versuche beim IMA oder IKTD belegt werden.

71Zuverlässigkeitstechnik (WS/SS), Prof. Dr.-Ing. B. Bertsche: Bedeutung und Einordnung der Zuverlässigkeitstechnik - Übersicht zu Methoden und Hilfsmittel - Behandlung qualitativer Methoden zur systema-tischen Ermittlung von Fehlern bzw. Ausfällen und ihren Auswirkungen, z.B. FMEA (mit Übungen), Fehlerbaumanalyse FTA, Design Review (konstruktiv) - Grundbegriffe der quantitativen Methoden zur Berechnung von Zuverlässigkeits- und Verfügbarkeitswerten, z.B. Boolesche Theorie (mit Übungen), Markov Theorie, Monte Carlo Simulation - Auswertung von Lebensdauerversuchen (z. B. mit Weibull - Verteilung) - Zuverlässig-keits-Nachweisverfahren - Zuverlässigkeitssicherungsprogramme. Konstruktion der Fahrzeuggetriebe (SS), Prof. Dr.-Ing. B. Bertsche / Dr.-Ing. A. Krolo: Zusammenarbeit Motor/Getriebe, Systematik der Fahrzeuggetriebe. Auswahlkriterien. Getriebe- und Fahrzeugwirtschaftlichkeit. Entwicklungsab-lauf, Leistungsprofil für Pkw- und Lkw-Getriebe, Konstruktionsmethoden für Fahrzeuggetriebe: Lastenheft, Abstrahieren von Aufgabenstellungen, Funktionsanalysen. Methodische und intuitive Lösungsfindung, Lösungsauswahl durch Bewertung. Lebensdauerberechnung. Lastkollektive, Auslegung der kritischen Bauteile: Zahnräder, Wandler, Wellen. Synchronisationen. Kupplungen, Schaltanlage. Pneumatische und elektronische Getriebesteuerungen, Typische Schäden und Konstruktionsfehler. Zuverlässigkeit und Ausfallwahrscheinlichkeit von Seriengetrieben. Technische Dokumentation und Stücklistenorganisation. Konstruktionsbeispiele: Pkw-Getriebe, Lkw-Getriebe, Automatgetriebe für Pkw und Lkw. Luftfahrtge-triebe, Entwicklungstrends. Methodisches Konstruieren I/II (WS/SS), Prof. Dr.-Ing. H. Binz: Einordnung des Konstruktionsbereichs im Unternehmen - Notwendigkeit des methodischen Konstruierens, Konstruktionsmethoden - Grundlagen technischer Systeme - Grundlagen methodischen Vorgehens - der Prozess des Planens und Konstruierens - allgemeiner Lösungsprozess - Arbeitsfluss beim Planen und Konstruieren - allgemein einsetzbare Lösungs- und Beurteilungsmethoden - Methoden für die Konstruktionsphasen Produktplanung/Aufgabenklärung, Konzipieren, Entwerfen und Ausarbeiten - Grundregeln zur Gestaltung, Gestaltungsprinzipien, Gestaltungs-richtlinien - Systematik der Fertigungsunterlagen - Entwickeln von Baureihen und Baukästen - Methoden zur qualitätssichernden Konstruktion - Beispiele. In die Vorlesungen sind einzelne Übungseinheiten integriert. Informationstechnik und Wissensverarbeitung in der Produktentwicklung I/II (WS/SS), Prof. H. Binz / Prof. A. Katzenbach: Neue Informationstechnologien, Methoden und Verfahren leisten einen Beitrag zur Wettbewerbsfähigkeit. Die Vorlesung adressiert folgende Themenschwerpunkte als Beitragsleister zur Effizienzsteigerung in der Produktentwicklung: Herausforderungen in der Produktentwicklung und deren Anforderungen an die IT, Prozesse und Methoden in der Produktentwicklung, IT- Sys-teme im Produktentstehungsprozess, Produktmodellierung, Feature- und Templatemodellierung, Produktdatenmanagement, Produktbewertung, IT- unterstützte Zusammenarbeit, Wissensmanagement, Wissensverarbeitende Systeme und Exkursion. Dichtungstechnik (SS/WS), Prof. Dr.-Ing. habil. W. Haas: Dichtungen sind äußerst vielfältige und wichtige Bauteile aller Technischen Systeme. Inhalt der Vorlesung ist die Abdichtung bewegter Maschi-nenteile. Ausgehend vom jeweiligen physikalischen Effekt wird die technisch/konstruktive Umsetzung erarbeitet und begründet die technischen und physikalischen Grenzen aufgezeigt. Behandelte Teilaspekte sind: Grundlagen der Tribologie, Anforderungen, Funktionen und Bauelemente von Dichtungen. Entstehung und Stabili-sierung von Dichtspalten. Reibung, Verschleiß, Leckage. Konstruktion, Funktion, Anwendung und Berechnung wesentlicher Dichtelemente wie Hydraulikdichtungen für Kolben und Stangen, Radialwellendichtringe aus Elastomer und PTFE, Gleitringdichtungen, Stopfbuchsen, Spalt- und Labyrinthdichtungen, Dichtungen mit Sperrflüssigkeit und -gas, Balge und Membrane, Gewindewellendichtungen und Dichtungen für Verbren-nungsgase wie z.B. Kolbenringe. Spezielle Aspekte bei hohem Druck und/oder hoher Gleitgeschwindigkeit sowie bei extremer Zuverlässigkeit. Schadensanalyse ausgefallener Dichtsysteme. Technisches Design I-IV (WS/SS), Prof. Dr.-Ing. T. Maier: Der Vorlesungsstoff wird im Internet angeboten und in den ausgewiesenen Vorlesungsstunden kommentiert und diskutiert sowie in ergänzenden Übungen vertieft. Behandelte Themenbereiche: TD I/II: Darlegung des Designs als Teilnutzwert eines technischen Produkts und ausführliche Behandlung der wertrelevanten Parameter an

Anwendungsbeispielen. Behandlung des Designs als Bestandteil des methodischen Entwickelns und Konstruierens und Anwendung der Designkriterien in der Gestaltkonzeption von Einzelprodukten mit Funktions-, Tragwerks- und Interfacegestaltung.

TD III: Fortsetzung von TD II in der Formgebung, im Oberflächendesign, in der Grafik und im Farbdesign von Einzelprodukten. TD IV: Interior-Design von Einzelprodukten sowie das Design von Produktprogrammen und Produktsystemen mit Corporate-Design. Getriebelehre – Grundlagen der Kinematik (SS), Dipl. – Ing. Dipl. - Kffr. B. Rzepka: Überblick über gleichförmig und ungleichförmig übersetzende Getriebe, Bauformen räumlicher und ebener Vielgelenk-Ketten. Grafische und analytische Ermittlung von Geschwindigkeiten und Beschleunigungen an eben bewegten Getriebegliedern. Relativbewegungen mehrgliedriger Systeme. Krümmungsverhältnisse von Bahnkurven, Krümmungsverwandschaft. Geschwindigkeits- und Beschleunigungspol, Polbahnen, Wende- und Tagentialkreis bewegter Ebenen. Bewegungsgesetze für Kurbelgetriebe. Ebene und räumliche Kurvengetriebe. Systematik der Viergelenk-kette, Bauformen von Viergelenkgetrieben. Industriegetriebe (WS), Dipl.-Ing. M. Bachmann: Einordnung und Funktion der Getriebe zwischen Kraft- und Arbeitsmaschine; Verzahnungsgeometrie und Tragfähigkeitsberechnung; Werkstoffe; Eigenschaften, zul. Beanspruchungen, Härteverfahren, Auswahlkriterien; Herstellung, Qualität, Geräusch; Anforderungen (Lastenheft), maßge-bende Belastung, Schwingungen, Zusatzbedingungen; Auslegung; Stufenzahl, räumliche Lage der Wellen; Gestaltung der drehmomentübertra-genden Teile; Auslegung und Gestaltung der Lager; Gestaltung der Gehäuse; Planetengetriebe; Lastausgleich, Überlagerungsgetriebe; Baurei-hen, Baukastensysteme, Mischsysteme. Anwendung der Methode der Finiten Elemente im Maschinenbau (SS), Dipl.-Ing. M. Bachmann: Praktischer Einsatz der FEM, Systeme im Einsatz, Strukturanalyse, Kontaktrechnung, Optimierungstools. Praktikum: Preprocessing (Modeller-stellung, Netzgenerierung, Randbedingungen, Optimierungsstrategien), Berechnung, Postprocessing (Visualisierung und Diskussion der Ergeb-nisse), Datenablage und Projektorganisation, Berechnung im Team. Value Management (WS + SS), Dr.-Ing. D. Traub: Value Management/Wertanalyse, Systematik zur ganzheitlichen Produktentwicklung, Kunden- und Marktanforderungen, Wert und Kosten je Funktion, Arbeit im interdisziplinären Team, Projektorganisation: Voraussetzungen, Rolle des Managements, Werkzeuge/Methoden, Praxisbei-spiele. Wälzlagertechnik (SS), Dr. A. Grunau: Grundlagen der Wälzlagertechnik (Geometrie, Kinematik, Tragfähigkeit, Reibung, Schmierung). Konstruieren mit Wälzlagern. Planung und Durch-führung von Projekten in einem Großbetrieb unter Berücksichtigung der technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen einschließlich der erforderlichen Risikoabschätzung. Marktanalyse und Aufstellung eines Produktprogramms. Durchführung und Auswertung von Schadensanaly-sen. Dynamiksimulation in der Produktentwicklung (WS), Dipl.-Ing. H. Alxneit: Einführung in die Simulation und Modellbildung; Vorstellung von Werkzeugen; generelle Vorgehensweise. Praktikum: Vorbereiten von Bauteilen und Baugruppen, Definieren von Verbindungen, Antrieben, Feder- und Dämpferelementen; Definieren und Ausführen von Analysen; Erzeugen von Messgrößen, Spurkurven und Bewegungshüllen; Interpretieren der Ergebnisse. Planetengetriebe (WS), Dr.-Ing. G. Gumpoltsberger: Grundlagen der Planetengetriebe; Berechnung einfacher und zusammengesetzter Planetengetriebe: Planetengetriebe in Leistungsverzweigung; methodische Lösungssuche bei neuen Antriebsaufgaben; Anforderungen an die Konstruktion von Planetengetrieben; Anwendung als Überset-zungsgetriebe, Stufengetriebe (Mehrgang-Schaltgetriebe, Automatische Fahrzeuggetriebe, Wendegetriebe), Überlagerungsgetriebe (Verteiler- und Sammelgetriebe) und in Kombination mit anderen Getriebearten. Simulation im technischen Entwicklungsprozess (WS) Frau Dr. L. Longhitano: Beschreibung siehe H 22-S. 84

72

Hauptfach H15 KraftfahrzeugeAutomotive Engineering

Universitätslehrer Wiedemann Auskünfte Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen Lehrstuhl Kraftfahrwesen Pfaffenwaldring 12, 70569 Stuttgart

Tel: 0711 / 685 – 6 56 00 Internet-Adresse: http://www.ivk.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V UE WS/SS X*

X

Wiedemann/ Widdecke/ Götze

Kraftfahrzeuge I und II

3

1

WS

X Wiedemann Fahreigenschaften des Kraftfahrzeuges I 1 SS X Wiedemann Kraftfahrzeug-Aerodynamik I 2 SS

X X N.N./ Widdecke Kraftfahrzeug-Komponenten 2 SS

X Fußhoeller Kraftfahrzeugantriebe und Umwelt 2 SS X Widdecke Windkanal-Versuchs- und Meßtechnik 1 SS X Wiedemann Kraftfahrzeug-Aerodynamik II 1 WS X Neubeck Fahreigenschaften des Kraftfahrzeuges II 1 WS X Wiede-

mann/Helfer Straßenverkehrslärm 1 WS

X Wiede-mann/Helfer Fahrzeugakustik I 1 1 SS

X Wiede-mann/Helfer Fahrzeugakustik II 1 1 WS

X Bruhnke Karosserietechnik 2 WS X Stark Kraftfahrzeug-Recycling 1 WS

X von Glasner Fahr- und Bremsmechanik der Nutzfahr-zeuge 2 WS

X Brand Planung u. Konzeption von Prüfständen I 1 SS X Brand Planung u. Konzeption von Prüfständen II 1 WS X Noreikat Hybridantriebe 2 SS X Wilken Projektmanagement in der Kfz-Industrie 1 SS

X Friedrich Fahrzeugkonzepte I (Werkstoffe und Bau-weisen) 1 WS

X Friedrich Fahrzeugkonzepte II (Alternative Ener-giewandlung) 1 SS

X Schiehlen Fahrzeugdynamik 2 WS *) Wird das Pflichtfach "Kraftfahrzeuge" (Kfz I und II) gewählt, so wird "Kraftfahrzeug-Komponenten" zum Kernfach und es können weitere 5 SWS Ergänzungsfächer gewählt werden. Diese Version wird empfohlen. Außerdem wird "Kraftfahrzeug-Komponenten" als Grundlage für konstruktive Studienarbeiten dringend empfohlen. Seminar 5 Seminarbesuche, 1 Seminarvortrag zur Studienarbeit Praktikum 4 Versuche im Hauptfach und 4 APMB-Versuche Studienarbeit u. Diplomarbeit in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

73Kraftfahrzeuge I und II (Wiedemann/Widdecke) WS: Daten aus der Verkehrswirtschaft; Entwicklung der Statistik der Straßenverkehrsunfälle; Trends beim Energieverbrauch, bei der Schadstoff- und Geräuschemission des Straßenverkehrs; Arbeitsabschnitte bei der Pkw-Entwicklung; Kraftfahrzeug-Konzepte; Energetische Betrachtungen, Hauptgleichung des Kraft-fahrzeugs; Kraftstoffverbrauch; Leistungsangebot; Fahrwiderstände; Fahrleistungen; Fahrgrenzen; Kraftfahrzeug-Recycling; Alternative Fahrzeugkonzepte. Räder und Reifen; Bremsen; Lenkung; Fahrwerk; Radaufhängungen; Kraftübertragung mit Kupplung, Berechnungen zu Kraftfahrzeuge. Fahreigenschaften des Kraftfahrzeuges I (Wiedemann) SS: Einführung, Eigenschaften der Reifen, Fahrzeug-Querdynamik (Fahrverhalten), Vertikalbewegungen des Fahrzeugs (Federungsverhalten), Fahrdemonstration. Kraftfahrzeug-Aerodynamik I und II (Wiedemann) SS/WS: Strömungsgleichungen; numerische Strömungssimulation; Luftkräfte und -momente; Einflüsse der Karosserieform; Bodengruppengestaltung; Kühlluftdurchströmung; Anströmbedingun-gen; Fahrbahndarstellung; Be- und Entlüftung; Motorkühlung; Bremsenkühlung; Scheibenwischer. Kraftfahrzeug-Komponenten (N.N./Widdecke) SS: Getriebe, automatische/stufenlose Getriebe, Mehrkreisbremsen, Druck-luftbremsen, Dauerbremsen, Antiblockiergeräte, Servolenkung, kurzer Überblick über die Kraftfahrzeug-Elektronik. Windkanal-Versuchs- und Messtechnik (Widdecke) SS: Windkanalmesstechnik; Messung der Luftströmung im Kühlerbe-reich; Messung der Fahrwiderstände; Schwungmassenprüfstände; Mess- und Analysentechnik in der Fahrzeugakustik. Fahreigenschaften des Kraftfahrzeuges II (Neubeck) WS: Geeignete Methoden der Mechanik und Mathematik, mathema-tische Modelle, kombinierte Bewegungen, ausgewählte Einzelprobleme. Straßenverkehrslärm (Wiedemann/Helfer) WS: Akustische Begriffe; Definition, Entwicklung und Wirkung des Straßenver-kehrslärms; Gesetzliche Vorschriften; Geräusch des Verbrennungsmotors; Getriebegeräusch; Reifen-Fahrbahn-Geräusch; Umströmungsgeräusch; Lärm von Schienenfahrzeugen. Fahrzeugakustik I (Wiedemann/Helfer) SS: Mess und Analysetechniken; Allgemeines zu Geräuschent-stehung und Minderungsmaßnahmen; Antriebsgeräusche; Reifen-Fahrbahn-Geräusch; Rad-Schiene-Geräusch; Umströmungsgeräusche Maßnahmen an der Karosserie; Fahrzeugakustik II (Wiedemann/Helfer) WS: Einführung in die Problematik des Straßenverkehrslärm; Geräusche von moto-risierten Zweirädern; Geräusche von alternativen Antrieben; Geräuschentwicklung von Trommel- und Scheibenbremsen; Sonstige Störgeräusche (Scheibenwischer,Klappern,Knarzen, HVAC-Systeme, ...); Datenerfassung und Signalanalyse; Nu-merische Akustik in der Fahrzeugentwicklung (FEM, BEM, SEA, Computational Aeroacoustics);Psychoakustik/Sounddesign Karosserietechnik (Bruhnke) WS: Produkt; Historie/Gegenwart; Gesamtfahrzeug; rechnerische Simulation; Karosserie-werkstoffe; Verbindungstechnik/Oberflächentechnik; Bauweisen; Packaging Interieur; Packaging Exterieur; passive Sicher-heit; Karosserieeigenschaften. Kraftfahrzeug-Recycling (Stark) WS: Grundlagen, Definitionen, Begriffe; Altautoverwertung heute, Wertschöpfung; Motiva-tion für den Kfz-Hersteller; Gesetze und absehbare Gesetzesentwicklung in D, EU, weltweit; Integration der recyclinggerech-ten Konstruktion in den Entwicklungsprozess; Recyclinggerechte Konstruktion (Rohbau, Anbauteile, Interieur, Powertrain); Leichtbau versus Recycling?; Schadstoffentfrachtung, Demontage, Wiederverwendung; Trenn- und Sortiertechniken und stoffliche Verwertung; Energetische Verwertung und Reststoffentsorgung; Ganzheitliche Bewertung der Umweltverträglich-keit(öklogische und ökonomische Grenzen des Recyclings). Fahr- und Bremsmechanik der Nutzfahrzeuge im Straßeneinsatz (v. Glasner) WS: Grundlagen, Reifenmechanik, spez. Prüfprozeduren, Dialogbetrieb zwischen Prüfstand und Berechnung. Planung und Konzeption von Prüfständen I und II (Brand) SS/WS: Prüfstände, Prüfstandstypen, Definitionen + Inhalte; Planungsbereiche; Planung: Definitionen + Inhalte; Planungsphasen + Planungsprozess; Prioritäten in der Automobilindustrie; Grundelemente eines Motorenprüfstandes; Prüfstandskonfiguration + Prüfkapazität; Betriebsuntersuchungen, Gleichzeitig-keitsfaktor, Standzahl. Überblick Genehmigungsplanung + Einblick in Sondergebiete; Antriebsstrangprüfung; Systematik der Prüfstände; Dynamik bei Prüfständen; Testzellendetails; Beispiele von Entwicklungszentren; Sonderprüfstände; Kosten von Prüfanlagen; Vertiefung Genehmigungsplanung. Hybridantriebe (Noreikat) SS: Gesetzliche Vorschriften bezüglich Kraftstoffverbrauch, Abgasemissionen und CO2 –Ausstoß zwingen die Automobilhersteller und Zulieferer zu immer größeren Anstrengungen in der technologischen Auslegungen. Die Darstellung von alternativen Hybridantrieben ist deshalb unabdingbar. Der Hybridantrieb kombiniert in idealer Weise die Vor-teile von Verbrennungsmotoren und Elektroantrieben. Diese Kombination lässt eine Vielzahl von verschiedenen Antriebstruk-turen (Parallel, Seriell, Leistungsverzweigt) zu. Diese werden erläutert, Vor- und Nachteile bezüglich Kraftstoffverbrauch, Kosten, Aufwand u.s.w. beschrieben. Alle notwendigen Hybrid-Komponenten werden beschrieben. Hierbei haben Speicher-batterien eine herausragende Bedeutung. Hybrid-Prototypen und Serienprodukte werden vorgestellt. Zukünftige Entwicklun-gen aufgezeigt. Projektmanagement in der Kfz-Industrie (Wilken) SS: Begriffe; Geschichtliche Entwicklung; Systemtechnik. Projektorgani-sation: Projektarten, Projektauftrag, Organisationskonzepte, Projektpersonal. Projektplanung: Situationsanalyse, Projektstruk-turplan, Kosten- und Kapazitätsplanung, Ablauf- und Zeitplanung, Projektplanungsklausur, Netzplantechnik. Projektabwick-lung: Besprechungskreise, Dokumentation, Ergebniscontrolling. Fahrzeugkonzepte I (Werkstoffe und Bauweisen) (Friedrich) WS: Fahrzeugkonzepte, Werkstoffe, Bauweisen, Karosserie, Fahrwerk, Antriebsstrang, Sicherheit, Komfort, Kundenerwartung, Herstellung. Fahrzeugkonzepte II (Alternative Energiewandlung) ( Friedrich) SS: Motivation, Energiebedarf, Kraftstoffe, Alternative Antriebe, Fahrzeugkomponenten, Beispiele für alternativ angetriebene Fahrzeuge, Lebenszyklusanalyse, Ausblick. Fahrzeugdynamik (Schiehlen) - WS: Siehe Hauptfach Technische Dynamik. .

74

Hauptfach H17 Kunststofftechnik Polymer Technology

Hauptfachprofessor Fritz

Auskünfte Institut für Kunststofftechnik (IKT) Böblinger Str. 70, 70199 Stuttgart Tel.: 0711/685-85317

http://www.ikt.uni-stuttgart.de [email protected] Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X Fritz Grundlagen der Kunststofftechnik 3 1 WS X Fritz Polymere Werkstoffe 2 - WS X Fritz Kunststoffverarbeitung I 2 - SS X Fritz Kunststoffverarbeitung II 2 - SS X Fritz Auslegung von Extrusions- und Spritzgieß-

werkzeugen 1 1 SS

X Fritz/Geiger Rheologie und Rheometrie der Kunststoffe 1 1 WS X Fritz Kunststoffaufbereitung und Kunststoffrecycling 2 - WS X Busse Verbundwerkstoffe mit Polymermatrix 2 - SS X Solodov Material characterisation with elastic waves 1 - WS X Busse Keramische Werkstoffe 2 - WS X Busse Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung 2 (2) WS/SS X Busse Messtechnik III (Gemeinsam mit Wehlan) 1 - SS X Busse Praktikum Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung - 2 WS X Busse Thermographie 1 - SS X Sorescu Numerische Methoden in der Verfahrenstech-

nik 2 2 WS

X Piesche/Schütz Numerische Berechnung mehrphasiger Strömungen

1 1 SS

Seminar(e) Siehe besondere Ankündigung Praktikum Kunststofftechnologie oder Polymere Werkstoffe SS (5 Versuche)

APMB: SS (5 Versuche)

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise: Das Hauptfach umfasst 10 SWS V und Ü

75Grundlagen der Kunststofftechnik (Fritz) Klassifikation, Herstellung und Eigenschaften hochpolymerer Werkstoffe: Makromolekularer Aufbau, Morphologie und Struktur der Kunststof-fe, mechanisch/thermisches Stoffverhalten; Rheologie von Kunststoffschmelzen und plastischen Medien. Übersichtliche Darstellung aller heute praktizierten Kunststoffverarbeitungsverfahren, untergliedert nach den Technologien des Ur- und Umformens, des Trennens und Fü-gens sowie des Beschichtens und Veredelns, unter besonderer Berücksichtigung der Verfahrens-, Anlagen- und Werkzeugtechnik. Physikali-sche Grundgleichungen zur Beschreibung und Simulation von Elementarprozessen der Kunststoffaufbereitung und –verarbeitung: Kontinui-täts-, Impuls- und Energiegleichung, rheologische und thermische Zustandsgleichungen. Formale Beschreibungsmöglichkeiten des viskosen, viskoelastischen und viskoplastischen Stoffverhaltens von Kunststoffschmelzen und gefüllten Systemen. Beschreibung von Geschwindig-keits- und Temperaturfeldern bei einfachen und zusammengesetzten, in der Kunststofftechnik vorkommenden Strömungsformen. Behand-lung von Anlaufvorgängen. Grundlagen des Dispergierens sowie des laminaren und distributiven Mischens. Mechanisch/thermische Grund-prozesse: Plastifizieren von Kunststoffen sowie Abkühlen von Kunststoffhalbzeugen und -formteilen. Darstellung der in Bezug auf rheologi-sche und thermische Vorgänge in der Kunststoffverarbeitung wichtigsten dimensionslosen Modellkennzahlen. Polymere Werkstoffe (Fritz) Einteilung der Kunststoffe, Bezeichnung polymerer Werkstoffe, makromolekularer Aufbau und Struktur, Bindungskräfte, Synthese-Reaktionen, Formgebungsprozesse thermische und mechanische Eigenschaften, Werkstoffkennwerte und Werkstoffauswahl, Erkennen von Kunststoffen, Glasübergang, Schmelzvorgang, kristalliner Zustand, Eigenspannungen und Orientierungen, technische Anwendungen von Kunststoffen. Kunststoffverarbeitung I (Fritz) Kunststoff-Urformverfahren unter verfahrenstechnischen und anlagentechnischen Gesichtspunkten: Extrusion (Mechanisch-thermische Vor-gänge in Extrudersystemen, Entwurf von Extruderbaureihen, Extruder und Werkzeug als Funktionseinheit, Möglichkeiten der Prozesssteue-rung und –regelung, Ein- und Mehrschichtenextrusion), Kalandrieren (Aufbau und Funktionsweise kompletter Kalanderanlagen, rheologische Vorgänge im Walzenspalt, maschinenbauliche Problemstellungen). Kompressionsformen (Werkstoffauswahl und –aufbereitung, Formge-bung, Vernetzung, Werkzeugtechnik). Injektionsformen (Analyse des Spritzgießvorgangs, Formfüllvorgang unter rheologischen und thermi-schen Aspekten, Zusammenwirken von Plastifizieraggregat, Werkzeug und Schließeinheit, Prozesssteuerung und –regelung). Spritzgießen reaktionsfähiger Materialmischungen (RIM), Mehrkomponenten-Spritzgießen. Kunststoffverarbeitung II (Fritz) Wichtige Ur- und Umformprozesse der Kunststoffverarbeitung unter verfahrens-, betriebs- und maschinentechnischen Gesichtspunkten: Hohlkörperblasen (Verfahrensvarianten, Anlagenkonzepte, Werkzeugsysteme, Prozess- und Verfahrensparameter). Formgebungsprozesse mit gezielter Einbringung von Molekülorientierungen (Verfahren zur Herstellung von Mono- und Multifilamenten sowie von biaxial gereckten Folien und Hohlkörpern, Orientierungszustand als Funktion von Stoff- und Verfahrensparametern, erzielbare Eigenschaftsverbesserungen). Tiefzieh- und Rotationsgießverfahren sowie Verfahren zum Herstellen geschäumter Kunststoffprodukte. Auslegung von Extrusions- und Spritzgießwerkzeugen (Fritz) Grundströmungsformen in Extrusionswerkzeugen. Aufbau und rheologische Gestaltung von Werkzeugen für das Ausformen einer Schmelze sowie von Systemen für die Coextrusion. Temperierung von Extrusionswerkzeugen sowie deren mechanische Auslegung und Fertigung. Kalibrier- und Kühlwerkzeuge zur Geometriefixierung bei der Rohr- und Profilextrusion. Konzipierung und Dimensionierung von Spritzgieß-werkzeugen. Simulation des Werkzeugfüllvorgangs sowie des Abkühlvorgangs. Rheologie und Rheometrie der Kunststoffe (Fritz / Geiger) Aufgabe und Bedeutung der Rheologie und Rheometrie in der Kunststoffverarbeitung. Begriffsdefinitionen (Spannung, Deformation, Strö-mungsformen). Viskoses und viskoelastisches Stoffverhalten (Scher- und Dehnviskositätsfunktionen, linear-viskoelastisches Modell sowie viskoelastisches Modell mit zeit- und deformationsabhängigem Gedächtnis). Messung einschlägiger, rheologischer Materialkennwerte und Stoffwertfunktionen (Rheometertypen, Mess- und Auswerteverfahren, Darstellung der Stoffwertfunktionen). Anwendung rheologischer Daten bei der Berechnung von Strömungs- und Dissipationsvorgängen in der Kunststoffverarbeitung. Kunststoffaufbereitung und Kunststoffrecycling (Fritz) Kkontinuierliche und diskontinuierliche Prozesse der Kunststoffaufbereitung (Homogenisieren, Entgasen, Refinern, Granulieren) sowie Modi-fikation von Polymeren durch Einarbeiten von Zusätzen (Farbpigmenten, Gleitmitteln, Stabilisatoren, Schlagzähmachern, Füllstoffen u.ä.) zu einem, dem nachfolgenden Formgebungsprozess bzw. dem Verwendungszweck angepassten Kunststoff-Rohstoff. Grundlagen zum Blenden und Legieren von Kunststoffen. Übersicht über Recyclingkonzepte (Chemisch-physikalische Grundprozesse, Verfahrens- und Anlagenkon-zepte, Wiederverwendung von aufbereiteten Recyclingprodukten). Biologisch abbaubare Kunststoffe, Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen.

Verbundwerkstoffe mit polymerer Matrix (Busse)

Einteilung der Verbundwerkstoffe, Verstärkungsmaterialien ihre Herstellung, Struktur und Eigenschaften, Faserhalbzeuge, Faserschlichte, Füllstoffe, thermoplastische und duromere Matrix-Materialien, Fertigungstechnologien, Struktur, Eigenschaften und Anwendungen von Fa-serverbundwerkstoffen, Modelle zur Berechnung der mechanischen Eigenschaften eines Verbundwerkstoffes, Aktuelle Forschungsergebnis-se. Material characterisation with elastic waves (Solodov) Elastic properties of solid materials. Stiffness anisotropy in metals and composites. Elastic wave propagation in solids. Methods of genera-tion/detection of ultrasound and hypersound. Characterization of bulk and surface material properties with different types of elastic waves. Measurements of stiffness anisotropy. Applications to modern materials. Non-linear elastic waves for characterization of damage and frac-ture. Keramische Werkstoffe (Busse) Bindungskräfte und daraus resultierende Eigenschaften der Keramik. Keramikarten, Herstellung, Besonderheiten in der Bauteilkonstruktion, Bearbeitung. Einsatzspektrum: Werkstoffeigenschaften für den Einsatz in Elektronik, Motorentechnik, Fahrzeugwesen, Luft und Raumfahrt usw. Zerstörungsfreie Prüfung in der Qualitätssicherung (SS+WS) (Busse) Grundlagen: Schwingungen und Wellen. Prinzip der verschiedenen zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP). Elektromagnetische Wellen: Rönt-genverfahren, Laserscanmikroskopie, Holographie, Speckleverfahren, Thermografie, Mikrowellen, Wirbelstrom. Elastische Wellen: Klassi-sche Ultraschallverfahren, Luftultraschall, klassische Vibrometrie, Laservibrometrie, nichtlineare Vibrometrie. Thermische Wellen: Lockin-Thermografie und Pulsthermographie mit verschiedenen Anregungsarten. Anwendungen der ZfP-Verfahren auf verschiedene Werkstoffe (Metall, GFK, CFK, Keramik) und moderne Bauteile, auch für integrierte Sensorik und adaptive Strukturen. Zerstörungsfreie Prüfung in der Qualitätssicherung: Übungen und Praktikum (WS) (Busse) Zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) an ausgewählten Beispielen vertieft. Typische ZfP-Untersuchungen an industrierelevanten Fragestellungen, Möglichkeiten und Grenzen der einzelnen Verfahren. Versuche: Röntgendurchstrahlung, Tomographie, Laserscanmikroskopie, Speckle-Interferometrie, Mikrowellen, Thermographie, Ultraschall, Luftultraschall/Schrägeinschallung, Vibrometrie. Thermografie: Verfahren und Anwendungen (Busse) Strahlungsgesetze, Aufbau und Funktionsweise von Thermografiekameras, relevante Kennwerte. Wärmebildthermografie, dynamische Pha-senwinkelthermographie mit optischer, akustischer und induktiver Anregung. Auswerteverfahren. Einsatz zur zerstörungsfreien Prüfung und Qualitätssicherung sicherheitsrelevanter Bauteile aus modernen Werkstoffen z.B. im Fahrzeugwesen sowie in Luft- und Raumfahrt.

76 Hauptfach H18 Landmaschinen Agricultural Engineering

Hauptfachprofessor Böttinger

Auskünfte Institut für Agrartechnik

Universität Hohenheim Garbenstraße 9, 70599 Stuttgart Tel.: 0711/459-23200 http://www.uni-hohenheim.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX X Böttinger Ackerschlepper und ölhydraulische Antriebe und

Steuerungen, I* 2 0 WS

X X Böttinger Ackerschlepper und ölhydraulische Antriebe und Steuerungen, II*

1 1 WS

X Böttinger Konstruktion landwirtschaftlicher Geräte und Ma-schinen I

2 0 SS

X Böttinger Konstruktion landwirtschaftlicher Geräte und Ma-schinen II

1 1 SS

X Vorwerk Baumaschinen I 1 0 SS X Vorwerk Baumaschinen II 1 0 SS X Vorwerk Konstruktionselemente der Fördertechnik 2 0 WS X Wehking Grundlagen der Materialflusstechnik 1 1 WS X Wehking Entsorgungslogistik 2 1 WS X Rzepka Getriebelehre: Grundlagen der Kinematik 3 1 SS X Piesche Grundlagen mechanischer Verfahrenstechnik 3 1 SS X Bertsche /

Krolo. Konstruktion der Fahrzeuggetriebe 3 1 WS

X Binz Methodisches Konstruieren I/II 3 1 WS/SS X Reuß Einführung in die Bioverfahrenstechnik 4 0 WS X Baumbach u.a. Technischer Umweltschutz 3 0 WS X Baumbach Reinhaltung der Luft 2 0 WS X Schloske Qualitätsmanagement 2 0 WS X Maier Technisches Design I bis IV (Auswahl I/II oder III/IV) 2 2 WS/SS X Helfer Lärmbekämpfung bei Kfz u. Schienenfahrzeugen 1 1 SS X Allgöwer Regelungstechnik I (Pf.-Gruppe 6) 3 1 WS X Bargende Grundlagen der Verbrennungsmotoren 4 0 WS

Seminare und Praktika

Böttinger Hauptfachseminar 2S WS/SS

Böttinger Hauptfachpraktikum 4P SS

* Pflichtfach und Kernfach umfassen jeweils beide Teile

77Das Hauptfachpraktikum findet im SS in Hohenheim im Institut für Agrartechnik statt. Es werden dabei vier Einzelversuche mit Untersuchungen und Messungen an Ackerschleppern und Landmaschinen durchgeführt. Studien- und Diplomarbeiten können aus den Gebieten Ackerschlepper und Landmaschinen angefer-tigt werden. Die Aufgaben werden vorzugsweise im Zusammenhang mit laufenden Forschungsvorhaben gestellt. Dabei können konstruktive, experimentelle und theoretische Arbeiten durchgeführt werden. Konstruktive Arbeiten können auf Pro/ENGINEER und Simulationsarbeiten mit SIMPACK und MATLAB/Simulink am Institut erstellt werden. In der ersten Woche des Wintersemesters findet im Rahmen der Einführungswoche für Studienanfänger eine Institutsvorstellung statt. Hierbei sind neben den Studienanfängern auch Studenten des dritten und fünften Semesters angesprochen. Bei dieser Gelegenheit werden der Aufbau, die Arbeitsmöglichkei-ten und die Forschungsschwerpunkte des Institutes für Agrartechnik erläutert. Die genauen Termine der Veranstaltungen sind dem Anschlag im Foyer des IWZ zu entnehmen. Ackerschlepper und ölhydraulische Antriebe und Steuerungen Ackerschlepper Entwicklung: Bauarten, Einsatzbereiche, wirtschaftliche Daten von selbstfahrenden Landmaschinen und Ackerschleppern. Getriebe: Auslastung von Ackerschleppern, Lastannahmen, Lastkollektive, Stufen-, stufenlose und Last-schaltgetriebe. leistungsverzweigte Getriebe.. Motoren und Zusatzaggregate: Kennlinien und Kraftstoffverbrauch, Einspritzsysteme, Aufladung, Anlass-hilfen, alternative Kraftstoffe. Fahrwerk: Lenkung, Räder, Bremsen. Fahrkomfort, Sicherheit: Fahrerplatzgestaltung, Schwingungen, OECD-Test, Weiterrollverhalten. Fahrzeug und Gerät: Geräteanordnungen, Leistungsübertragung, Dreipunktanbau. Fahrmechanik: Kräfte am Schlepper und Selbstfahrer, Kraftübertragung zwischen Rad und Boden, Wirkungsgrade, Energiebilanzen. Ölhydraulik Strömungstechnische Grundlagen: Hydrostatik, Hydrodynamik, Druck- u. Leckölverluste. Energiewandlung: Hydropumpen und -motoren, Hydrozylinder. Anlagenelemente: Ventile, Rohre, Schläuche, Filter, Speicher, Wärmetauscher. Steuerung und Regelung: Primär- und Sekundärregelungen, Druck-, Strom-, Leistungsregelungen, Systemschaltungen (u. a. Load Sensing). Anwendungsbeispiele: Auslegung und Betrieb hydrostatischer Anlagen in Ackerschleppern und Landma-schinen. Konstruktion landwirtschaftlicher Geräte und Maschinen I/II (Böttinger) I Verteilen, Schneiden, Sammeln Maschinenelemente und Baugruppen, Stoffeigenschaften Grundfunktionen: Verteilen: Sä- u. Pflanzgeräte, Düngerstreuer, Geräte für Pflanzenschutz, Bereg-nung und Heuwerbung. Schneiden: Mähgeräte, Häcksler. Sammeln u. Verdichten: Ladewagen, Quaderballen- u. Rundballenpressen. II Trennen und Fördern, Bodenbearbeitung Trennen u. Fördern: Trenneigenschaften, Förderelemente, Mähdrescher, Kartoffel- und Rübenerntema-schinen. Bodenbearbeitung: Wirkungsweise der Bodenwerkzeuge, Primär- (Pflüge) und Sekundärbodenbearbei-tung (Grubber, Eggen). Übungen: Beispiele für Aufbau, Funktion und Konstruktion von Landmaschinen zur Bodenbearbeitung, Bestellung, Ernte und Aufbereitung.

78

Hauptfach H19 Laser in der Materialbearbeitung Lasers in Material Processing

Hauptfachprofessor Graf

Auskünfte Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW)

Pfaffenwaldring 43, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/685-66840

http://www.ifsw.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX X Graf Materialbearbeitung mit Lasern 4 SS X Graf Grundlagen der Laserstrahlquellen 4 WS X Berger Physikalische Prozesse der Lasermaterial-

bearbeitung 2 SS

X* X Weber Anlagentechnik für die laserbasierte Ferti-gung – Teil I: von der Anwendung zur Anlage

2 SS

X* X Letsch Anlagentechnik für die laserbasierte Ferti-gung – Teil II: von der Anlage zum Betrieb

2 WS

X Voß Wellenleiter in der Lasertechnik 2 SS X Brauch Festkörper- und Halbleiterlaser 2 SS/WS X Gadow Verbundwerkstoffe II: Oberflächentechnik

und Schichtverbundwerkstoffe 2 WS

X Osten Optische Messtechnik 2 SS * Die beiden Teilvorlesungen zur “Anlagentechnik für die laserbasierte Fertigung” können zusammen nur dann als ein Kernfach belegt werden, wenn die Vorlesung „Materialbearbeitung mit Lasern“ als Pflichtfach gewählt und geprüft wird. Hauptfachseminar Laser in der Materialbearbeitung Praktikum Eigenschaften von Laserstrahlquellen

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit Prof. Graf (s. auch Aushänge und IFSW-Homepage)

Beschreibung der Lehrinhalte des Pflichtfachs befindet sich im vorderen Teil des Studienkatalogs

79Materialbearbeitung mit Lasern (Prof. Dr. phil. nat. habil. Thomas Graf) Einführung in das Strahlwerkzeug Laser: Ausbreitung und Charakterisierung von Laserstrahlen, Laser für die Fertigung (Funktionsweise und Bauformen). Systemtechnik, Werkstückhandhabung. Grundlagen der Wechselwirkung Laserstrahl/Werkstück (Einfluss von Wellenlänge, Intensität, Polarisation, Werkstoffei-genschaften). Fertigungsverfahren: physikalische und technologische Grundlagen zum Schneiden, Schweißen, Oberflächenmodifikation, Bohren und Abtragen. Prozesskontrolle, Sicherheitsaspekte, Wirt-schaftlichkeitsbetrachtungen. Grundlagen der Laserstrahlquellen (Prof. Dr. phil. nat. habil. Thomas Graf) Elektromagnetische Wellen und Lichtstrahlen, Lichtausbreitung und Strahlmatrizen, physikalische Grund-lagen der Erzeugung und Verstärkung von Licht, optische Resonatoren, laseraktive Medien, Inversions-erzeugung, Laserstrahlquellen, die Ratengleichungen, optimale Auskopplung, Güteschaltung, Moden-kopplung, thermisch induzierte Effekte und deren Auswirkungen, Strahlformung in optischen Resonato-ren. Physikalische Prozesse der Lasermaterialbearbeitung (Akad. Oberrat Dipl.-Ing. Peter Berger) Modellmäßige Beschreibung und Simulation ausgewählter Lasermaterialbearbeitungsverfahren: Laser-strahlschweißen, -bohren, -abtragen, -schneiden und -härten. Modellierung der physikalischen Prozesse bei der Wechselwirkung Laserstrahl/ Werkstück: Absorption, Wärmeleitung, Schmelzen/Erstarren, Schmelzbadbewegung, Verdampfung, Plasmaausbildung. Anhand zahlreicher Beispiele wird die Bedeu-tung der einzelnen Wechselwirkungsmechanismen für das jeweilige Verfahrensergebnis erläutert. Anlagentechnik für die laserbasierte Fertigung – Teil I: von der Anwendung zur Anlage (Dr. Rudolf Weber) Eine korrekte Auslegung von Systemen und Anlagen ist Voraussetzung für einen sinnvollen und effizien-ten Einsatz von Lasern für die Materialbearbeitung. Anwendungen in einer Übersicht, Optische Kompo-nenten von Strahlführung bis Wendelbohren, Mechanische Komponenten von Strahlführungssystemen bis Achsendynamik, Anlagenkonzepte von Roboterschweißen bis Laserfusion, Kommerzielle Aspekte von Stückkostenrechnung bis Anlagenamortisation. Anlagentechnik für die laserbasierte Fertigung – Teil II: von der Anlage zum Betrieb (Dr. Andreas Letsch) Übertragung und Formung des Werkzeugs Laserstrahl von der Quelle bis zum Werkstück. Spezifikation und Auslegung der Komponenten. An Hand von Beispielen aus der Praxis werden verschiedene Anla-genkonzepte für Anwendungen des Lasers in der Materialbearbeitung diskutiert. Normgerechte Vermes-sung von Laserstrahlung. Lasersicherheit. Wellenleiter in der Lasertechnik (Dr. Andreas Voß) Auslegung, Herstellung, Charakterisierung und Einsatzbereiche von flexiblen Wellenleitern für den Trans-port von Laserstrahlung. Aktive Wellenleiterstrukturen in Gaslasern, Festkörperlasern (z.B. Faserlasern) und Halbleiterlasern. Planare Wellenleiterstrukturen (speziell polarisationsselektive Gitter-Wellenleiterstrukturen) und wellenleiterintegrierte Komponenten: Fibre Bragg Gratings (Einsatz z.B. als Resonatorspiegel und wellenlängenselektives Element in Faserlasern), Filter, Strahlweichen, Koppler, Polarisatoren, Modulatoren, Isolatoren. Schwerpunkt der Anwendungen liegt im Bereich der Lasermateri-albearbeitung. Festkörper- und Halbleiterlaser (Dr. Uwe Brauch) Grundlagen der Halbleiterlaser (Kristallgitter, Bandstruktur, Quantenstrukturen, Fermi-Verteilung etc.), Absorptions-, Emissions- und Laserprozesse (Fermis goldene Regel, Ratengleichungen). Design und Eigenschaften eines Halbleiter-Scheibenlasers. Aufbau und Eigenschaften verschiedener LEDs und La-serdioden (Kantenemitter, VCSEL, Hochleistungs-Stacks, DBR-Laser etc.). Methoden zur Realisierung der Bauelemente: von der Einkristallzucht, über die Epitaxie (MBE, MOCVD) und die Strukturierung (Li-thographie) bis hin zur Konfektionierung. Festkörperlaser: Materialaspekte, Wellenlängen, Durchstimm-barkeit, Pulsdauer, Hochleistungsbetrieb.

80 Hauptfach H20 Materialprüfung, Werkstoffkunde und

Festigkeitslehre Materials Testing, Materials Science and Strength of

Materials

Hauptfachprofessoren Roos, Schmauder

Auskünfte Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre (IMWF)

Pfaffenwaldring 32, 70569 Stuttgart (Vaihingen) Tel : 07 11/ 6 85-626 00

Fax : 07 11/ 6 85-626 35 e-mail: [email protected] http://www.imwf.uni-stuttgart.de

Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V Ü WS/ SS

X X Roos oder

Festigkeitslehre Ι (Es wird empfohlen, zusätzlich WTS als Pflichtfach der Gruppe 3 zu wählen)

3 1 WS

X X Schmauder oder

Werkstofftechnik und -simulation (Es wird empfohlen, zusätzlich FL Ι als Pflichtfach der Gruppe 3 zu wählen)

3 1 SS

X Roos Leichtbau und Werkstofftechnik (Es wird empfohlen, zusätzlich WTS als Pflichtfach der Gruppe 3 zu wählen)

3 1 SS

X Schmauder Methoden der elastisch-plast. Festig-keitsberechnung

2 1 WS

X Roos, Stumpfrock, Seidenfuß

Festigkeitslehre ΙΙ 2 - SS

X Roos Schadenskunde 2 - WS

X Maile Werkstoffeigenschaften 3 - WS

X X

Roos, Maile Hopf

Projekt- und Qualitätsmanagement Neue Werkstoffe und moderne Produkti-onsverfahren im Automobilbau

2 2

- -

SS SS

X Roos, Klenk, Seidenfuß

Werkstoffmodellierung 1 1 WS

Hauptfachseminar: 2S (WS/SS) - siehe separate Ankündigung - Hauptfachpraktikum: 4P (WS/SS) - 4 Versuche - siehe separate Ankündigung - APMB: 3P (WS/SS) - 3 Versuche - siehe separate Ankündigung - Studien- und Diplomarbeiten: in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweis: Das Hauptfach umfasst 10 SWS V und Ü Davon müssen 4 SWS „Kernfach“ und mind. 6 SWS „Ergänzungsfächer“ gewählt werden..

81Festigkeitslehre Ι (Prof. Dr.-Ing. E. Roos) Festigkeitsberechnung von nicht angerissenen und angerissenen Bauteilen bei zähem und sprödem Werkstoffverhalten, Einführung in die Si-cherheitskonzepte, Grundlagen des Spannungs- und Formänderungszustands, Festigkeitshypothesen für statische und schwingende Beanspru-chungen, Werkstoffverhalten bei statischer, schwingender und schlagartiger Beanspruchung, Sicherheitsnachweis, Erweiterung der Festigkeits-berechnung auf elastisch-plastisches Werkstoffverhalten, Bauteil-Fließkurve, Eigenspannungen, Berechnungskonzepte im Bereich der Zeit- und Betriebsfestigkeit, Berechnung von Druckbehältern, Berechnung von thermischen Beanspruchungen, Einführung in die Bruchmechanik, Faser-verbundwerkstoffe. Übungen: Anwendung des Vorlesungsstoffes in praktischen Beispielen. Werkstofftechnik und -simulation (Prof. Dr. rer. nat. S. Schmauder) Theoretische Grundlagen, Differentialgleichungen, Finite Differenzen, Finite Elemente, neue Modelliertechniken, Nano-, Mikro-, Meso- und Mak-romechanik, hierarchische Werkstoffmodellierung, Monte Carlo- und Molekulardynamikmethoden, Versetzungstheorie, Kristallplastizität, Schicht-mechanik, Homogenisierungsverfahren, Versagensmodellierung, Schädigungssimulation. Grundlagen der Versetzungstheorie: Gitterbaufehler, Versetzungstypen, Spannungsfeld und Energie, Versetzungsreaktionen, Bewegung von Versetzungen. – Plastische Verformung von Metallen: Gleitvorgang und Fließspannung, Verfestigung bei Ein- und Vielkristallen. Möglichkeiten der Festigkeitssteigerungen: Mechanismen, Mischkris-tallbildung, Kaltverfestigung, Kornverfeinerung, Ausscheidungshärtung, kombinierte Verfahren. Einflüsse auf das Werkstoffverhalten. – Statische Beanspruchung: Vergleichsspannung und Vergleichsdehnung, Bestimmung von Fließkurven, Bauschinger-Effekt, isotrope und kinematische Verfestigung, elastisch-plastische Formänderungen, Formänderungen beim Bruch. – Schwingende Beanspruchung: Dauerfestigkeit, Einflüsse auf die Dauerfestigkeit, Zeitfestigkeit, Einflüsse auf die Zeitfestigkeit, Betriebsfestigkeit, Schadensakkumulation, zyklische Fließkurve, elastisch-plastische Kriechkurven, Festigkeitskennwerte, Kriechgesetze, Werkstoffschädigung und Bruch. – Grundlagen des Spannungszustandes. All-gemeine Spannungs-Dehnungs-Beziehungen. Elastisch-plastisches Werkstoffverhalten: Fließbedingungen, Gestaltänderungsenergiehypothese, Schubspannungshypothese, Hencky-Gleichungen, Prandtl-Reuss-Gleichungen. Viskoelastisches Werkstoffverhalten; Grundelemente und Model-le, Kriechgesetze. – Neue Werkstoffe: Übersicht, keramische Werkstoffe, Verbundwerkstoffe. Übungen: Anwendung des Vorlesungsstoffes in praktischen Beispielen. Leichtbau und Werkstofftechnik (Prof. Dr.-Ing. E. Roos) Einführung in die Grundprinzipien des Leichtbaus, werkstoffkundliche Grundlagen und wichtige Eigenschaften von typischen Werkstoffen für Leichtbaukonstruktionen. Einführung in die Faserverbundtechnologie, Grundlagen der statischen und zyklischen Festigkeitsberechnung, Be-triebsfestigkeit, Berechnung von Faserverbundwerkstoffen, Einführung in die Bruchmechanik, Konstruktionsprinzipien, Stabilitätsprobleme, Grundlagen der Verbindungstechnik. Einführung in die Zuverlässigkeitstheorie, Recycling. Übungen anhand praktischer Beispiele. Methoden der elastisch-plastischen Festigkeitsberechnung (Prof. Dr. rer. nat. S. Schmauder) Elastizitätstheoretische Grundlagen, Gleichgewichts- und Verträglichkeitsbedingungen, Spannungs-Dehnungs-Beziehungen, Grundlagen des elastisch-plastischen Werkstoffverhaltens, Fließkurven bei kleinen Verformungen, Vergleichsspannung und Vergleichsdehnung, Span-nungsfunktionen, Energiesätze, Traglastverfahren, Gleitlinienverfahren, Numerische Methoden, Differenzenverfahren, Finite Elemente; An-wendungsbeispiele. Festigkeitslehre ΙΙ (Prof. Dr.-Ing. E. Roos, Dr.-Ing. L. Stumpfrock, Dr.-Ing. M. Seidenfuß) Grundlagen der linearelastischen, elastisch-plastischen und zyklischen Bruchmechanik, Anwendung der Bruchmechanik in der Integritätsbewer-tung von Komponenten und Systemen, Ableitung von Überwachungs- u. Monitoringmaßnahmen, Probabilistische Systembewertung, Bewertung von Bauteilen und Komponenten bei stochastischer schwingender Beanspruchung, Verhalten von Werkstoffen in Bauteilen bei hohen Tempera-turen/Belastungen. Schadenskunde (Prof. Dr.-Ing. E. Roos) Aufgabe der Schadenskunde ist die Beurteilung und Klassifizierung von Schäden, um die Schadensursache festzustellen und um zukünftige Schäden zu vermeiden. In der Vorlesung werden die Grundlagen der systematischen Schadensbewertung vermittelt. Dabei ist das Zusammen-wirken von Festigkeitslehre, Werkstoffkunde und Materialprüfung besonders wichtig, wobei die jeweiligen Schwerpunkte schadensfallspezifisch sind. An zahlreichen Schadensfällen wird dies erläutert und an praktischen Beispielen vertieft. Werkstoffeigenschaften (Prof. Dr.-Ing. K. Maile) Verformungsverhalten, Schädigungsmechanismen und Versagensarten von metallischen Werkstoffen bei Betriebsbeanspruchung (Fließen, Kriechen, spannungs- bzw. dehnungskontrollierte Ermüdung, Wechselwirkung Kriechen-Ermüden). Einflüsse auf die Schädigung. Analyse der Schädigung und Quantifizierung des Erschöpfungs- bzw. Schädigungszustandes in Bauteilen nach Regelwerk und dem Stand der Forschung, Ermittlung und Bewertung von Kennwerten, Entwicklung und Eigenschaften moderner Werkstoffe für hochbeanspruchte Bauteile. Projekt- und Qualitätsmanagement (Prof. Dr.-Ing. E. Roos, Prof. Dr.-Ing. K. Maile) Qualitätsmanagement als technische und organisatorische Aufgabe; Methoden des Qualitätsmanagements: Struktur, Darstellung, Total Quality Management, Denkweisen, Basiswerkzeuge; Aufbau eines QM-Systems gemäß DIN EN ISO 9000; Zertifizierung und Auditierung; Bezug zu VDA 6.1; praktische Beispiele aus der Industrie. Werkstoffmodellierung (Prof. Dr.- Ing E. Roos, Dr.-Ing. A. Klenk, Dr.-Ing. M. Seidenfuß) Die Beschreibung von Werkstoffeigenschaften für die numerische Bauteilberechnung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Behandelt wird die Definition und der Aufbau von Stoffgesetzen sowie ihre Einbindung in Finite-Elemente-Anwendungen. Stoffgesetze zur Beschreibung des Werk-stoffverhaltens bei verschiedenen Beanspruchungen (statische und zyklische Plastizität, Kriechen, kombinierte zyklische Viskoplastizität) werden dargestellt. Die Einbeziehung von schädigungsmechanischen Modellen in Stoffgesetze zur Beschreibung von Schädigung und Versagen unter verschiedenen Beanspruchungsbedingungen wird behandelt. Anwendungsbeispiele mit Bauteilberechnungen nehmen einen breiten Raum ein. Neue Werkstoffe und moderne Produktionsverfahren im Automobilbau (Dipl.-Ing. B. Hopf) Die Vorlesung gibt einen Überblick über den Einsatz neuer Werkstoffe im Automobilbau. Die Veränderungen im Werkstoffeinsatz über die verschiedenen Fahrzeugbaureihen werden aufgezeigt. Moderne Produktionsverfahren in der Automobilfertigung in den Bereichen Press-werk, Rohbau und Endmontage werden vorgestellt. Automatisierte Fertigungsprozess werden im Rahmen der Vorlesung erläutert. Die Herausforderungen an die Fahrzeugentwicklung und -produktion aufgrund der CO2 Grenzwertfestlegung werden diskutiert.

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Hauptfach H21 Mechanische Verfahrenstechnik Mechanical Process Engineering

Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. habil. Manfred Piesche

Auskünfte Institut für Mechanische Verfahrenstechnik (IMVT)

Böblinger Str. 72, 70199 Stuttgart

Tel.: 0711/685-85209; Fax: 0711/685- 85374

http://www.imvt.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX X Schütz Grundlagen der Mechanischen

Verfahrenstechnik*

3 1 WS

X Piesche Mehrphasenströmungen 2 WS

X X Piesche Maschinen und Apparate der Trenntechnik 2 1 WS

X

Piesche

Zerkleinerungs-, Zerstäubungs- und

Emulgiertechnik

2

SS

X Schütz Grundlagen der Mischtechnik 2 WS

X Schütz Modellbildung und Simulation von

Strömungen Teil I & Teil II

3 1 SS/WS

X Piesche Strömungs- und Partikelmesstechnik 2 SS

X Schütz Numerische Berechnung mehrphasiger

Strömungen

2 1 SS

X Durst F&E Management und kundenorientierte

Produktentwicklung

2 SS

X Piesche Transportprozesse disperser Stoffsysteme 2 1 WS

X Baumbach Reinhaltung der Luft (Luftreinhaltung I) 2 SS

X Haas Dichtungstechnik I und II 4 SS/WS

X Gadow Fertigungstechnik keramischer Bauteile 2 WS

X Weking Entsorgungslogistik 2 SS

* Kernfach, sofern nicht als Pflichtfach der Gruppe 8 gewählt Seminar(e) Seminar Mechanische Verfahrenstechnik

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

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Grundlagen der Mechanischen Verfahrenstechnik (Schütz) Kennzeichnung grobdisperser Stoffsysteme, Einphasenströmungen in Rohrleitungen und Kanälen, Kennzahlen und Ähnlichkeitsgesetze, Widerstandsverhalten von Partikeln in Strömungen, Durchströmung von Packungen und Wirbelschichten, Trennprozesse und Kennzeichnung einer Trennung, Mischprozesse für disperse und nicht-disperse Medien, Zerteilprozesse, Agglomerationsprozesse. Mehrphasenströmungen (Piesche) Transportprozesse bei Gas-Flüssigkeitsströmungen in Rohren, kritische Massenstromdichte bei Gas-Flüssigkeitsströmungen, Blasendynamik, Bildung und Bewegung von Blasen, Widerstandsverhalten von Fest-stoffpartikeln, pneumatischer Transport körniger Feststoffe durch Rohrleitungen, kritischer Strömungszustand in Gas-Feststoffgemischen, Strömungsmechanik des Fließbettes. Maschinen und Apparate der Trenntechnik (Piesche) Fest-Flüssig-Trennverfahren: Sedimentation im Schwerefeld, Filtration, Zentrifugen, Hydrozyklone, Flotation. Staubabscheidung: Gaszyklone, Nassabscheider, Filternde Abscheider, Elektrische Abscheider. Beschreibung der in der Praxis gebräuchlichen Auslegungskriterien und Apparate zu den genannten Themengebieten. Abhand-lung zahlreicher Beispiele aus der Trenntechnik. Grundlagen der Mischtechnik (Schütz) Strömungsmechanische Grundlagen von Mischprozessen in laminaren und turbulenten Strömungen, Kennzahlen und Ähnlichkeitsgesetze, Vermischung mischbarer Flüssigkeiten in Rührkesseln, Statische Mischer, Vermischung hochviskoser Medien, Gegenstrom-Injektions-Mischer, Begasen im Rührkessel, Wärmeübergang im Rührkessel, Suspendieren, Scale-up bei Rührprozessen, Experimentelle Methoden bei Mischprozessen, Messstatistik, Mik-romischer. Modellbildung und Simulation von Strömungsvorgängen (Schütz) Grundgleichungen der Strömungsmechanik, Modellierung turbulenter Strömungen, Grundlagen der Grenzschicht-theorie, numerische Verfahren zur Lösung der Strömungsgleichungen: Diskretisierung mit Finiten Volumen, Lö-sungsalgorithmen; Rechnerübungen mit dem Simulationsprogramm OpenFOAM. Zerkleinerungs-, Zerstäubungs- und Emulgiertechnik (Piesche) Physikalische Grundlagen der Zerkleinerung, Maschinen zur Grob-, Fein- und Feinstzerkleinerung. Grundlagen der Tropfenbildung, laminarer und turbulenter Strahl- und Lamellenzerfall, Zerstäubungsvorrichtungen (Zerstäu-berdüsen, Rotationszerstäuber, Ultraschallzerstäuber, etc.), Tropfengrößenmessungen. Herstellung, Stabilisie-rung und Verarbeitung von Emulsionen. Strömungs- und Partikelmesstechnik (Piesche) Modellgesetze bei Strömungsversuchen, Aufbau von Versuchsanlagen, Messung der Strömungsgeschwindigkeit nach Größe und Richtung, Druckmessungen, Turbulenzmessungen, Sichtbarmachung von Strömungen, optische Messverfahren (Schatten-, Schlieren-, Interferenzverfahren, LDA-Verfahren), Kennzeichnung von Einzelpartikeln, Darstellung und mathematische Auswertung von Partikelgrößenverteilungen, Sedimentations-, Beugungs- und Streulicht-, Zählverfahren, Siebanalyse, PDA-Verfahren. Numerische Berechnung mehrphasiger Strömungen (Schütz) Grundlagen zur Berechnung einphasiger Strömungen, Modelle zur Berechnung mehrphasiger Strömungen, Eu-ler-Lagrange-Modell, Euler-Euler-Modell, Berechnung von Strömungen mit freien Phasengrenzen, Beschreibung von mehrphasigen Strömungen mit Hilfe von Populationsbilanzen, Rechnerübungen mit dem Simulationspro-gramm FLUENT. F&E Management und kundenorientierte Produktentwicklung (Durst) Forschungs- und Entwicklungsstrategien zur Entwicklung neuer Technologien und Produkte, Produktlebenszyk-len, Risikoanalyse, Technologie-/Produktportfolio, Projektmanagement, Systematische Produktentwicklung und Simultaneous Engineering, Quality Gates, Kreativitätstechniken, Ideenfindung und Ideengenerierung, Benchmar-king Transportprozesser disperser Stoffsysteme (Piesche) Navier-Stokes-Gleichungen im Relativ- und Zylinderkoordinatensystem, Methoden zur näherungsweisen Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen, Separationsansatz als Lösungsmethode für partielle Differentialgleichungssys-teme; Besselsche Funktionen; Kritischer Strömungszustand in Mehrphasensytemen; Herleitung der Euler-Euler-Gleichungen; Methode der kleinen Schwingungen; Technische Beispiele. Beschreibung der weiteren Ergänzungsfächer in den folgenden Hauptfächern: Reinhaltung der Luft (Luftreinhaltung I) (Baumbach): Kraftwerkstechnik Dichtungstechnik I und II (Haas): Konstruktionstechnik Entsorgungslogistik (Weking): Fördertechnik Fertigungstechnik keramischer Bauteile (Gadow): Fertigungstechnologie keramischer Bauteile.

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Hauptfach H22 Methoden der Modellierung und Simulation (CSE) Methods of Computational Science and Engineering

Hauptfachprofessor Resch Auskünfte HLRS Nobelstr. 19, 70550 Stuttgart Tel.: 0711/685-87200

http://www.hlrs.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X Longhitano Simulation im technischen Entwicklungsprozess 2 WS

X X1 X Resch/ Wesner

Softwareentwurf für technische Systeme 3 1 WS

X X Resch Simulation mit Höchstleistungsrechnern 4 SS

X Geiger Parallelrechner- Architektur und Anwendung 2 SS

X Wössner Visualisierung wissenschaftlich-technischer Daten 2 WS

X X1 X Laurien/ Ruprecht

Numerische Strömungssimulation 4 SS

X X Laurien Methoden der Numerischen Strömungssimulation 4 WS

X Ruprecht Einführung in die Turbulenzmodellierung 1 SS

X Kronenburg Grundlagen technischer Verbrennungsvorgänge III (Kenntnisse von I und II vorausgesetzt) (Kronenburg I und II, Stein III)

2 WS

X Laurien Modellierung von Zweiphasenströmungen 2 WS

X X Eberhard Modellierung und Simulation in der Mechatronik 4 SS

X X1 X Gaul/Wagner Finite-Elemente in Statik und Dynamik 4 WS

X Gaul Randelementeverfahren in Statik und Dynamik

3 1 SS

X Schelkle Computerunterstützte Simulationsmethoden (MCAE) im modernen Entwicklungsprozess

2 SS

X Schmauder Werkstoffsimulation 2 SS

X Wehking Planung logistischer Systeme 2 SS

X Warschat Simulationstechnik (Simulation in der Fertigungstechnik)

1 SS

X Scheuermann Simulation komplexer technischer Anlagen 2 WS

X Voß Systemtechnische Planungsmethoden 2 1 SS

Seminar(e) CSE-Seminar

Praktikum Praktikum CSE

Studien/Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweis 1 : nur eines dieser Fächer muss gewählt werden

85Simulation im technischen Entwicklungsprozess (Longhitano) WS Prototypischer Ablauf technischer Entwicklungsprozesse. Einsatz von Simulationen in den verschiedenen Phasen des Ent-wicklungsprozesses. Übersicht über die wesentlichen Probleme der Simulation. Verzahnung der Simulation mit dem realen Versuch. Weiterführende Themen: Mixed Reality. Softwareentwurf für technische Systeme (Resch, Wesner) WS Software-Engineering: Software Lebenszyklus, UML Notation, Grundlagen Entwicklungsprozesse, Anwendung eines Prozes-ses und UML anhand einer Fallstudie (Anforderungsanalyse mit Use Cases, Analyse und Design, Implementierung in einer objektorientierten Programmiersprache); Softwareentwicklung: Grundlagen Datenstrukturen und Kontrollstrukturen, Grundla-gen einer objektorientierten Programmiersprache und verteilte Komponentenarchitekturen. Simulation mit Höchstleistungsrechnern (Resch) SS Die Simulation auf Supercomputern verlangt die Zusammenführung unterschiedlicher Fachdisziplinen. In dieser Vorlesung wird der Weg vom physikalischen Modell bis zur computertechnischen Realisierung beschrieben. Dazu gehört die mathemati-sche Modellierung, numerische Löser, parallele Programmierung sowie das Verständnis für die Hardware und Software von Supercomputern. Gegenstand der Vorlesung: Berechnung, Computersimulation, Rechnertypen: Vektor- und Parallelrechner, Workstations, Verteiltes Rechnen, Rechnernetze, Software. Parallelrechner – Architektur und Anwendung (Geiger) SS Warum Parallelrechner? Parallelisierung aus Anwendersicht; Grundstrukturen von Parallelrechnern; Parallelrechnerarchitek-turen; Programmiermodelle für Parallelrechner; Betriebssysteme; Bewertung; Parallelisierungsstrategien. Visualisierung wissenschaftlich-technischer Daten (Wössner) WS Visuelle Wahrnehmungsfähigkeiten des Menschen, Grundelemente der Computergraphik, Gerätetechnik, virtuelle Realitäts-techniken, Visualisierungsprozess (Filtern, Abbilden, Rendern), Referenzmodell der Visualisierung (Grundgebiet, abhängige Größen, geometrische Repräsentationen, Zeitabhängigkeit), Visualisierungsmethoden, Beispielvisualisierung (Volumendaten, Strömungsdaten etc.), Softwaresysteme zur Visualisierung (Anforderungen, Komponenten eines Systems, Methoden der Problemformulierung, Datenhaltung und Datenaustausch, Arbeitsmethoden), zukünftige Entwicklungen. Einführung in die Turbulenzmodellierung (Ruprecht) Eigenschaften turbulenter Strömungen, Modellierungsansätze, Direkte Numerische Simulation, Grobstruktursimulation, Rey-nolds-gemittelte Navier-Stokesgleichungen, Turbulenzmodelle, Prandtlsche Mischungswegmodell, k- Modell, Reynoldsspan-nungsmodelle Modellierung von Zweiphasenströmungen (Laurien) Dispersionen, Homogenes Modell für Nassdampf, Euler-Lagrange-Formulierung, Spraysimualtion, Blasenströmungen und Sieden, Zwei-Fluid Formulierung, Turbulenz in Zweiphasenströmungen, Simulation des unterkühlten Siedens, geschichtete Strömunge, direkte numerische Simulation von Zweiphasenströmungen Computerunterstützte Simulationsmethoden (MCAE) im modernen Entwicklungsprozess (Schelkle) SS Im Rahmen der virtuellen Produktentstehung gewinnen CAE-Simulationsverfahren ständig an Bedeutung. Themenschwer-punkte: Eingliederung von CAE-Methoden in den Entwicklungsprozess; Das Simultaneous Enginnering Konzept; Erforderliche Soft- und Hardwareumgebung; MCAE-Prozesskette; Innovative MCAE-Konzeptwerkzeuge; Grundbegriffe ingenieurwissen-schaftlicher Berechnungen; Die Finite Element Methode – lineare und nichtlineare Berechnungen; Formulierung und Berech-nung von Finite Element Matrizen; Einführung in das FEM-Programm ABAQUS und praktische Übungen, zukünftige Entwick-lungen. Werkstoffsimulation (Schmauder) Theoretische Grundlagen, Finite Differenzen, Finite Elemente, neue Modelliertechniken, Nano-, Mikro-, Meso- und Makrome-chanik, hierarchische Werkstoffmodellierung, Monte Carlo- und Molekulardynamikmethoden, Versetzungstheorie, Schädi-gungssimulation. Simulationstechnik (Warschat) Zur Planung, Konfiguration, Diagnose und Steuerung von Fertigungssystemen werden zunehmend Simulationsmethoden eingesetzt. Themenschwerpunkte: Simulation von Fertigungs- und Montageabläufen, Simulationssprachen, Modellbildung; Bewegungssimulation und Animation von Abläufen an Maschinen und manuellen Arbeitsplätzen. Simulation komplexer technischer Anlagen (Scheuermann) WS Ingenieursysteme sind in der Regel aus Komponenten aufgebaut. In der Vorlesung wird versucht, diesen Ansatz auch zur Simulation komplexer Systeme und Anlagen zu nützen. Komponententechnologien im Software Engineering kommen dem entgegen. Es wird gezeigt, wie die Komponentenidee bei Entwurf und Realisierung komplexer Simulationsmodelle, bei der Berechnung komplexer Systeme und Anlagen und bei der Wartung komplexer Systeme genutzt werden kann. Wir folgen dabei dem Rational Unified Prozess, dem V-Modell und den Regeln der ISO 2000. Das zugehörige Praktikum vermittelt Techniken zur Simulation einer einfachen Anlage mit Hilfe von Komponenten. Systemtechnische Planungsmethoden (Voß) Einführung in die Systemforschung und Systemtechnik, Sinn und Zweck von Energieplanung, Zeitreihen und Regressi-onsanalyse, Modellbildung, Energiebedarfsmodelle, Planungsmodelle in der Elektrizitäts- und Mineralölwirtschaft, Ener-giesystemmodelle, Energie- Wirtschaftsmodelle, örtliche und regionale Energieplanungsmethoden. Planung logistischer Systeme (Wehking) Aufgabenfelder der Planung, Systeme und Modelle, Planung von Materialflusssystemen, Planung von Logistiksysteme. Systematische Planung anhand Mehrstufenmodells: Festlegung Planungsziel und Planungweite, Ist- und Soll-Zustand, Grobkonzept, Feinplanung, Realisierung, Planung anhand eines Praxisbeispiels.

86 Hauptfach H23 Mikrosystemtechnik Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)

Hauptfachprofessoren Prof. Dr. rer. nat. Heinz Kück

Prof. Dr.-Ing. Hermann Sandmaier Auskünfte Institut für Zeitmesstechnik, Fein- und Mikrotechnik (IZFM)

Allmandring 9B, 70569 Stuttgart

Prof. Kück: Tel.: 0711/685-83711, Fax: 0711/685-83705 Email: [email protected] WEB: http://www.uni-stuttgart.de/izfm

Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) Allmandring 35, 70569 Stuttgart

Prof. Sandmaier: Tel.: 0711/685-61884, Fax 0711/685-51884 Email: [email protected] WEB: http://www.iff.uni-stuttgart.de

Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS X X Kück Grundlagen der Mikrotechnik 4 WS

X X Kück Aufbau- und Verbindungstechnik für Mikrosysteme 4 SS

X X Sandmaier Grundlagen der Mikrosystemtechnik 4 WS

X Sandmaier/ Schnaithmann

Grundlagen der Mikrosystemtechnik 2 WS

X X Sandmaier Technologien der Nano- und Mikrosystemtechnik I 4 WS/SS

X Sandmaier Technologien der Nano- und Mikrosystemtechnik II 2 SS

X Sägebarth Mikrofluidik 2 WS

X Boufercha/ Sägebarth

Simulation in der Mikrofluidik 2 WS/SS

X Kück, Mohr, Schober

Modellierung und Simulation in der Mikrosystemtechnik 2 SS

X Martin Ausgewählte Messverfahren der Fein- und Mikrosystemtechnik

2 SS

X Mohr Elektronik für Mikrosystemtechniker 2 WS

X Mohr Elektronische Bauelemente in der Mikrosystemtechnik 2 SS

X Osten Optische Messtechnik und Messverfahren 2 SS

X Schinköthe Aktorik in der Feinwerktechnik Konstruktion, Berechnung und Anwendung mechatronischer Baugruppen

3 1 WS/SS

X Burghartz Fertigung elektronischer Systeme 3 1 SS

X Nagel Biomedizinische Technik I 2 WS

X Westkämper Fabrikbetriebslehre II 2 WS

Seminar: Seminar der Mikrosystemtechnik am IZFM / Seminar der Nano- und Mikrosystemtechnik am IFF Praktika: Hauptfachpraktikum, APMB und Elektronikpraktikum Studien- und Diplomarbeiten: in Absprache mit einem der beiden Hauptfachprofessoren Hinweis: Das Hauptfach umfasst 10 SWS V und Ü. Von den angegebenen Fächern sollen mindestens 8 SWS Kernfächer gewählt werden.

87Grundlagen der Mikrotechnik (H. Kück im WS) Werkstoffe der Mikrotechnik, Kristallographie, mechanische Bearbeitung von Festkörpern in der Mikrotechnik, Elastizi-tätstheorie anisotroper Körper, Vakuumtechnik, Physical Vapor Deposition (PVD), Chemical Vapor Deposition (CVD), Hochtemperaturprozesse, Ionenimplantation, Lithographie und Maskentechnik, Nass- und Trockenätztechnik, Mikro-technische Bauelemente, Reinraumtechnik, Grundlagen der Aufbau- und Verbindungstechnik für Mikrosysteme, LIGA-Technik, Mikrostrukturen aus Kunststoff, Mikrospritzguss, Prägen, spanende Mikrobearbeitung, Erodieren, Lasermik-robearbeitung, Stereolithographie, Messgeräte der Mikrotechnik, grundlegende mikrotechnische Fertigungsprozesse. Aufbau- und Verbindungstechnik für Mikrosysteme (H. Kück im SS) Komponenten der Mikrosystemtechnik und Aufgabe der AVT; Substrate der AVT; Leiterplattentechnik, Dickschicht-technik, SMD-Montage mit Löten und Kleben; Gehäuse der Mikrosystemtechnik, Gehäuseverschluss; Die-Bonden, Drahtbonden, Chip on Board-Technik (COB), Flip-Chip; Energiequellen der Mikrosystemtechnik; Moulded Interconnect Devices (MID); Verbinden von Kunststoffbauteilen; Montagetechniken von Mikrobausteinen; Oszillatoren und Uhren; Qualität und Zuverlässigkeit, Umweltprüfmethoden; Aufbautechnik für Sensoren; Sensoren in MID-Technologie. Grundlagen der Mikrosystemtechnik (H. Sandmaier im WS) Die Vorlesung vermittelt das Basiswissen zur Gestaltung und Entwicklung von mikrosystemtechnischen Komponenten und Systemen. Es werden anhand der Skalierung von physikalischen Gesetzen und Größen die notwendigen Grund-lagen vermittelt, die zur Auslegung und Berechnung von Bauelementen benötigt werden. Die gewonnen Kenntnisse werden anschließend eingesetzt, um den Aufbau und die Funktionsweise der wirtschaftlich wichtigsten Mikrosysteme zu analysieren. Grundlagen der Mikrosystemtechnik Übungen (H. Sandmaier/M. Schnaithmann im WS) Das in der Vorlesung „Grundlagen der Mikrosystemtechnik“ vermittelte Wissen wird anhand von entsprechenden Ü-bungen vertieft. Technologien der Nano- und Mikrosystemtechnik I (H. Sandmaier im WS/SS) Die Vorlesung lehrt den Studenten die grundlegenden technologischen Verfahren, auf deren Basis komplexe Nano- und Mikrosysteme realisiert werden. Nach einer kurzen Einführung in die Materialeigenschaften werden die bedeu-tendsten Herstellungsprozesse näher erläutert und durch die Kombination dieser Prozesse werden dann komplexe Bauelemente und Systeme realisiert. Die Teilnehmer werden in die Lage versetzt auf der Basis gegebener technischer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen die einzelnen Technologien zu beurteilen und die optimale Technologie an-zuwenden. Technologien der Nano- und Mikrosystemtechnik II (H. Sandmaier im SS) Aufbauend auf Teil I der Vorlesung werden spezielle Verfahren der Nano- und Mikrosystemtechnik vorgestellt. Ein weiterer Schwerpunkt der Vorlesung liegt auf der Herstellung von Nanopartikeln, der Röntgenlithographie sowie des LIGA-Verfahrens. Mikrofluidik (J. Sägebarth im WS) In der Vorlesung werden die physikalischen Grundlagen zu Fluideigenschaften und -dynamik vermittelt sowie die Randbedingungen beim Miniaturisieren von Fluidsystemen dargestellt. Des Weiteren wird die Entwicklung, Funktions-weise und Herstellung von mikrofluidischen Bauelementen Aktoren anhand bereits realisierter Systeme (z.B. Lab-On-A-Chip) analysiert. Simulation in der Mikrofluidik (N. Boufercha, J. Sägebarth im WS/SS) Realisierte mikrofluidische Baugruppen werden anhand von numerischen Simulationen untersucht. Die Modellierung und Simulation dieser Systeme wird mit COMSOL von Studenten selbständig durchgeführt. Modellierung u. Simulation in d. Mikrosystemtechnik (H. Kück, R. Mohr, M. Schober im SS) Modellbildung und Simulation von mikromechanischen Systemen mittels Computeralgebrasimulation und Schaltungs-analyseprogrammen. Finite Elemente Methoden für die Mikrosystemtechnik, Einführung in ANSYS, Maxwell, LTSpice, Matlab / Simulink. Modellierung elektromechanischer Systeme, elektrische und mechanische Netzwerke, Analogiebe-trachtungen, Übungen mit ausgewählten Simulations- und Computeralgebraprogrammen. Ausgewählte Messverfahren der Fein- und Mikrotechnik (B. Martin im SS) Systematik von Messverfahren, Oberflächenanalytik (Auger-Spektroskopie, Sekundärionenmassenspektrometrie, REM), Dünne Schichten, mechanische Größen, Röntgendiffraktometrie, Modalanalyse, Schallemissionsanalyse, As-pekte der industriellen Gerätetechnik in Labor und Fertigung. Elektronik für Mikrosystemtechniker (R. Mohr im WS) Grundschaltungen: Widerstandsnetzwerke, RC-Glieder, Filter, Verstärker, Oszillatoren; Schaltungen zur Verarbeitung und Messung kleinster Signale, Schaltungssimulation, Rauschen, EMV, ausgewählte Schaltungen der Mikrosystem-technik. Elektronische Bauelemente in der Mikrosystemtechnik (R. Mohr im SS) Aktive und passive Bauelemente, elektronische Bauelemente als Sensoren u. Aktoren, Halbleiter, Speicherbauelemen-te, optoelektronische B. mikromechanische Strukturen als Bauelemente.

88 Hauptfach H24 Rationelle Energienutzung Rational Use of Energy

Hauptfachprofessor N.N.

Auskünfte Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW)

Priv.-Doz. Dr.- Ing. K. Spindler Pfaffenwaldring 6, 70550 Stuttgart Tel.: 0711 / 685 - 63536 http://www.itw.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX Spindler Wärme- und Stoffübertragung*

* Kenntnisse in diesem Fach werden vorausgesetzt

3 1 WS

X Heidemann / Müller-Steinhagen

Berechnung von Wärmeübertragern 2 1 SS

X Spindler Rationelle Wärmeversorgung 2 SS

X Drück / Müller-Steinhagen

Solartechnik I 2 SS

X Drück / Müller-Steinhagen

Workshop Solartechnik 1 SS

X Kaiser Kältetechnik 2 SS

X Spindler / Heide-mann

Konstruktion von Wärmeübertragern 2 SS

X Spindler Wärmepumpen 2 SS

X Friedrich Brennstoffzellentechnik I 2 WS

X Heidemann Numerische Methoden in der Energietechnik 2 WS

X Kerskes Simulation solarthermischer Anlagen 2 WS

X Spindler Kraft-Wärme-Kältekopplung (BHKW) 1 WS

X Spindler Thermophysikalische Stoffeigenschaften 2 WS

X Spindler Optimale Energiewandlung 1 WS

X Tamme / Eck Solartechnik II – Hochtemperaturanw. 1 WS

X Bessler Elektrochemische Energiespeicherung in Batterien

2 SS

Seminar Thermodynamik und Wärmetechnik, s. besondere Ankündigung Praktikum Wärmetechnik, s. besondere Ankündigung Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

89Wärme- und Stoffübertragung (3V, 1Ü) Spindler Die Beschreibung der Lehrinhalte der Pflichtfächer befindet sich im vorderen Teil des Studienkatalogs. Berechnung von Wärmeübertragern (2V, 1Ü) Heidemann / Müller-Steinhagen Strömungsführung und Temperaturverlauf in Rekuperatoren; Kennzahldiagramme; Wärmeübergang und Druck-abfall; berippte Flächen; Ablagerungsbildung; Regeneratoren, Auslegungsbeispiele. Rationelle Wärmeversorgung (2V) Spindler Wärmetechnische Grundlagen, negative Isolierwirkung, Dampfdiffusion durch Wände, feuchte Luft, Wirtschaft-lichkeitsberechnungen, Verbrennungsprozesse, Wärmeerzeugungsanlagen, Brennwerttechnik, Jahresnutzungs-grad, Wärmebedarf zur Beheizung von Gebäuden, Wärmerückgewinnung. Solartechnik I (2V) Drück / Müller-Steinhagen Physikalische Grundlagen der Sonnenstrahlung; Aufbau und Funktionsweise von Sonnenkollektoren; Wärme-speicher, Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung, solare Kombianlagen (Trinkwassererwärmung und Hei-zungsunterstützung, solarunterstützte Nahwärmeversorgung, Solarenergienutzung in Freibädern; solare Kühlung, passive Solarenergienutzung; Auslegung und Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen Workshop Solartechnik (1 Ü) Drück / Müller-Steinhagen Beispiele und praktische Übungen zur thermischen Solartechnik, Solarstrahlungsmodelle, Aufbau und Inbetrieb-nahme einer Solaranlage, energetische Amortisationszeiten, Auslegung von Solaranlagen. Kältetechnik (2V) Kaiser Verfahren der Kälteerzeugung, Komponenten von Kälteanlagen, Kälteanwendungen in der Lebensmittel-, Verfah-rens-, Klima- und Tieftemperaturtechnik, gesetzliche Auflagen. Konstruktion von Wärmeübertragern (2V) Spindler / Heidemann Bauformen, Auswahlkriterien; Konstruktion von Rohrbündel- und Plattenapparaten, Apparate für die Kältetechnik; Kühltürme; Werkstoffe, Korrosionsschutz; Verschmutzung, Reinigung, Sonderanwendungen. Wärmepumpen (2V) Spindler Thermodynamische Grundlagen; Arbeitsmittel; Aufbau von Wärmepumpen; Kompressions-WP, Absorptions-WP; Einsatzmöglichkeiten; Wärmequellen, Auslegung, Dimensionierungsbeispiele. Brennstoffzellentechnik I (2V) Friedrich Grundlagen der elektrochemischen Energiewandlung, Druck- und Temperaturabhängigkeit, Aufbau und Funktion, Komponenten und Anforderungen, Gasdiffusionselektroden, Brennstoffe, Brennstoffzellen-systeme, Stacktechno-logie, Strom-Spannungskennlinien, Reaktionskinetik, Katalyse, Wirkungsgrade. Numerische Methoden in der Energietechnik (2V) Heidemann Temperaturfeldberechnung in Bauteilen und Apparaten, Lösungsmethoden für gewöhnliche und partielle Differen-tialgleichungen, Finite-Differenzen-, Finite-Volumen-, Finite-Elemente-Verfahren, Beispiele. Simulation solarthermischer Anlagen (2V) Kerskes Strahlungsmodelle, numerische Modelle von Sonnenkollektoren und Warmwasserspeichern, Modellierung von Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung, Optimierungsverfahren für Solaranlagen, Anwendungsbeispiele. Kraft-Wärme-Kältekopplung BHKW (1V) Spindler Aufbau, Auslegung und Funktionsweise von BHKW, GuD-Anlage, Wirtschaftlichkeit, gesetzl. Vorschriften, Opti-mierung, Leistungsregelung, Energieausnutzung, Totalenergieverbundsysteme, Beispiele. Thermophysikalische Stoffeigenschaften (2V) Spindler Thermodynamische Eigenschaften der Stoffe in ihren Aggregatzuständen; Dampfdruckgleichungen, Zustands-gleichungen; Wärmeleitfähigkeit, Viskosität, spezifische Wärmekapazität, Diffusionskoeffizient. Optimale Energiewandlung (1V) Spindler Maximal erzielbare Arbeit, Exergie, Exergie der Brennstoffe, Exergieverluste bei der Verbrennung, exergetische Analyse von Wärmepumpen und Kältemaschinen, Kraft-Wärme-Kopplungsprozessen, Dampfkraftanlage, Gastur-bine, GuD, ORC- und Kalina-Prozess. Solartechnik II – Hochtemperaturanwendungen (1V) Tamme / Eck Solarthermische Kraftwerke, Parabolrinnenkraftwerke, Solarturmkraftwerke, Dish-Stirling-Anlagen, Hochtempera-turwärmespeicher. Elektrochemische Energiespeicherung in Batterien (2V) Bessler Elektrochemische Thermodynamik, Batteriesysteme, Hybridisierung, Energiedichten, Anwendungen.

90

Hauptfach H25 Regelungstechnik und Systemdynamik Control Engineering and Systems Dynamics

Hauptfachprofessoren Allgöwer, Ebenbauer, Radde, Sawodny, Wehlan, Tarin

Auskünfte Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik Institut für Systemdynamik

Pfaffenwaldring 9, 70550 Stuttgart Tel.: 0711/685-67733, -66302, -66304

http://www.{isys,ist}.uni-stuttgart.de

Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X Allgöwer Regelungstechnik I (Pflichtfach P11) *) 3 1 WS

X Sawodny Simulationstechnik (Pflichtfach P50) *), ***) 3 1 WS

X Nieken Modellierung systemdynamischer Prozesse 3 1 WS

X Wehlan Dynamik ereignisdiskreter Systeme 2 2 SS

X Gaul Dynamik mechanischer Systeme **) 3 1 WS

X Radde Dynamics of Nontechnical Systems (in Englisch)

2 1 WS

X Allgöwer Robust Control (in Englisch) 3 1 SS

X Allgöwer Nonlinear Control (in Englisch) 3 1 SS

X Ebenbauer Optimal Control (in Englisch) 3 1 SS

X Radde/ Ederer

Introduction to Systems Biology (in Englisch)

3 1 WS

X Radde/ Ederer

Systems Theory in Systems Biology (in Englisch)

2 2 SS

X Wald-herr/Scheurich

Systembiologie: Vom Experiment zur Simulation 2 SS

X Allgöwer

Research Methods in Control Engineering (in Englisch)

2

2

SS

X Tarin Elektrische Signalverarbeitung 2 2 WS

X Tarin Echtzeit-Datenverarbeitung 2 2 WS

X Zeitz Flache Systeme 3 1 WS

X Schuler Prozessführung in der Verfahrenstechnik

2 0 SS

X Kistner Optimierungsverfahren mit Anwendungen

3 1 WS

X Kistner Adaptive und lernende Systeme 3 1 SS

X Sawodny Modellierung und Identifikation dynamischer Systeme 2 2 SS

X Arnold Numerische Methoden der Optimierung und Optimalen Steuerung

2 2 SS

X Ebenbauer Convex Optimization (in Englisch) 3 1 WS

X Ebenbauer Nonlinear Systems 3 1 WS

X Tarin Dynamische Filterverfahren 2 2 SS

Hauptfachpraktika Regelungstechnik I SS APMB-Versuche aus: Praktika Regelungstechnik II u. Simulationstechnik WS

*) Beschreibung der Pflichtfächer siehe Abschnitt 2.2 **) nur möglich, falls „Maschinendynamik“ nicht als Pflichtfach P4 gewählt wird. ***) kann nur als Ergänzungsfach gewählt werden, wenn nicht als Pflichtfach belegt.

91Modellierung systemdynamischer Prozesse (Nieken) 3V, 1Ü, WS Aufstellen der Bilanzgleichungen für Masse, Energie und Impuls unter Berücksichtigung aller relevanten physikalischer und chemischer Phänomene und unter Einbeziehung der Mehrstoffthermodynamik, Strukturierte Modellierung ideal durchmischter und örtlich verteilter Systeme, Methoden zur Modellvereinfachung, Analyse der nichtlinearen Dynamik verfahrenstechnischer Systeme. DYNAMIK EREIGNISDISKRETER SYSTEME (Wehlan) 2V, 2Ü, SS Einführung und Überblick, Automaten, Formale Sprachen, Petri-Netze, Behavioural Systems Theory, Supervisory Control Theory. DYNAMICS OF NONTECHNICAL SYSTEMS (Radde) 2V, 1Ü, WS (in Englisch) The course provides mathematical and system-theoretic methods for the analysis of nonclassical applications in cybernetics. In particular, the following topics are covered: stability of fixed points of nonlinear differential equations, center manifold theory, generic bifurcations of fixed points and limit cycles, robustness of periodic behavior in chemi-cal reaction systems. ROBUST CONTROL (Allgöwer) 3V, 1Ü, SS (in Englisch) The course focuses on the analysis and controller synthesis of linear multivariable systems under special consideration of robustness aspects. Among the controller design methods treated are: H-infinity control, mu-optimal control, LQG techniques, Loop Transfer Recovery and loop shaping methods. The exercises comprise small projects in which the design and analysis methods are applied to practical control problems. NONLINEAR CONTROL (Allgöwer) 3V, 1Ü, SS (in Englisch) This course introduces students to modern concepts from nonlinear systems theory and controller design. Topics include: Advanced stability concepts (I/O, BIBO, ISS, ...), dissipativity theory, Hamilton theory, L_2 theory, backstepping, forwarding, geometric control, adaptive control of nonlinear systems, nonlinear observer design. OPTIMAL CONTROL (Ebenbauer) 3V, 1Ü, WS (in Englisch) The course gives an introduction to the theory and application of optimal control. Some of the covered topics are: dynamic programming, principle of optimality, Hamilton-Jacobi-Bellmans equation, variational calculus, Pontryagin maximum principle, numerical solution of optimal control problems, LQ optimal control, model predictive control. Application examples from chemical engineering, economics, aeronautics and robotics are discussed. The lecture is supplemented by classroom and computer exercises as well as mini projects. INTRODUCTION TO SYSTEMS BIOLOGY (Radde/Ederer) 3V, 1Ü, WS (in Englisch) The main objective of this course is to give an introduction to systems biology, covering aspects from life sciences/biology, system sciences, and information sciences. The course is of special interest for people interested in the fusion of systems, life, and information sciences. One of the main objectives is to give a clear insight into the modeling and analysis techniques typically used in systems biology, spanning from the metabolism, the signal transduction, up to gene expression level, and cell to cell signaling. Where necessary, a review of the biological context is given. SYSTEMS THEORY IN SYSTEMS BIOLOGY (Radde/Ederer) 2V, 2Ü, SS (in Englisch) This course focuses on the application of system theoretical methods to biological and biomedical systems spanning from cells over organs and human beings to evolutionary mechanism. After a brief introduction to the field of systems biology, the application and adaptation of various system theoretical methods to biological systems are outlined. The problems considered include but are not limited to network structure analysis, model reduction, statistical inference methods, robustness analysis and stability considera-tions. Systembiologie: Vom Experiment zur Simulation (Waldherr/Scheurich) 2V, SS Das Praktikum bietet eine Verknüpfung von experimentellen Methoden und numerischer Analyse in der Systembiologie. Die Teilnehmer führen Experimente an einem zellulä-ren Signalweg durch, und verwenden die dabei gewonnenen Daten für eine Computermodellierung des untersuchten Signalweges. RESEARCH METHODS IN CONTROL ENGINEERING (Allgöwer) 2V, 2Ü, SS (in Englisch) The objective of this course is to present an introduction to the major considerations and tasks involved in conducting a research project, and in particular in conducting a research project in the area of control engineering. Some of the topics to be covered include: (i) Gathering the necessary information to guide you through your research project, (ii) Critically evaluate your own research and research carried out by others, (iii) Presenting scientific results (writing of a thesis, paper, report or research proposal; oral presentation skills), (iv) Project management skills. All topics will be discussed in connection with modern control methods. ELEKTRISCHE SIGNALVERARBEITUNG (Tarin) 2V, 2Ü, SS Grundlagen Gleichstrom/Wechselstrom, elektronische Bauelemente, Signale und Systeme, Transformationen, z-Transformation, Filter, Modulation. ECHTZEIT-DATENVERARBEITUNG (Tarin) 2V, 2Ü, WS Digitale Kommunikationssysteme, Signalquellen, Digitale Modulationen, Implementierung: Systeme zur Echtzeit-DV FLACHE SYSTEME (Zeitz) 3V, 1Ü, WS Das Konzept der Flachheit eröffnet einen neuen Zugang zur Planung von Solltrajektorien sowie für den modellbasierten Entwurf von Steuerungen, um zusammen mit einer stabilisierenden und robusten Rückführung eine Folgeregelung zu realisieren. Die Zwei-Freiheitsgrad-Struktur aus einer Vorsteuerung und einer Regelung wird für linear-zeitinvariante, linear-zeitvariante und nichtlineare Ein- und Mehrgrößensysteme behandelt und anhand ausgewählter Beispiele erläutert. Die flachheitsbasierten Regelverfah-ren betreffen die asymptotische Folgeregelung und den Entwurf von Folgebeobachtern. PROZESSFÜHRUNG IN DER VERFAHRENSTECHNIK (Schuler, BASF AG) 2V, SS Verfahrensvorschriften zum Betreiben verfahrenstechnischer und chemischer Prozesse, Rezeptbegriffe und Grundoperationenkonzept, Funktionsplan und Petri-Netze, Prozessführungsstrategien für Destillationskolonnen und chemische Reaktoren, Strukturen und Beispiele für „Advanced Control“, Modellgestützte Prozessführung, Simulato-ren zum Operatortraining, Wissensbasierte Prozessführung, Prozessleittechnik MODELLIERUNG UND IDENTIFIKATION DYNAMISCHER SYSTEME (Sawodny) 2V, 2Ü, SS In der Veranstaltung werden die prinzipiellen Wege der Modellbildung aufgezeigt und diskutiert. Insbesondere werden Verfahren zur Modellvereinfachung wie beispielsweise Methoden zur Ordnungsreduktion vorgestellt. In der Vorlesung werden die Verfahren zur Identifikation eingehend diskutiert. Hierbei werden sowohl Methoden für die Identifika-tion parametrischer als auch nicht-parametrischer Modelle behandelt. Die Verfahren der numerischen Optimierung bei nichtlinearen Identifikationsproblemen werden vorge-stellt. NUMERISCHE METHODEN DER OPTIMIERUNG UND OPTIMALEN STEUERUNG (Arnold) 2V, 2Ü, SS Inhalt der Vorlesung sind numerische Verfahren zur Lösung von Aufgaben der linearen und nichtlinearen Optimierung sowie von Optimalsteuerungsproblemen. Besonderer Wert wird auf die Anwendung zur Lösung von Aufgabenstellungen aus dem Bereich der Regelungs- und Systemtechnik gelegt. Wesentliche Softwarepakete werden vorge-stellt und an Beispielen deren Anwendung demonstriert. CONVEX OPTIMIZATION (Ebenbauer) 3V, 1Ü, WS Over the past decade, convex optimization has become a central tool in many areas in engineering and sciences such as systems theory and control, signal processing and communications, graph theory, machine learning, manufacturing, operations research and biology. This course gives an introduction to the modern theory and application of convex optimization. Some of the covered topics are linear and semidefinite programming, linear matrix inequalities, polynomial optimization and algebraic geometry, duality theory, sparsity and numerical methods. The lecture is supplemented by classroom and computer exercises as well as student projects. NONLINEAR SYSTEMS (Ebenbauer) 3V, 1Ü, WS This course introduces the students to modern techniques in the analysis and design of nonlinear systems with a special focus on differential geometric methods. The course covers topics which are central in the theory of nonlinear systems but also in areas such as mechanics and optimization. Some of the topics covered in this course are funda-mental of nonlinear differential equations, smooth manifolds, calculus on smooth manifolds, flows and vector fields on manifolds, differential geometric methods for the analy-sis and control of nonlinear systems, basic Lie theory, gradient flows and eigenvalue optimization. Dynamische Filterverfahren (Tarin) 2V, 2Ü, SS Grundlagen der digitalen Kommunikationstechnik, Digitale Filter (IIR, FIR), adaptive Filterverfahren, Quellkodierung, Kanalkodierung.

92

Übergangsregelung für Diplomstudenten für die Vorlesung und Prüfung Regelungstechnik 1 (RT1)

Im Rahmen des Bologna - Prozesses mit der Umstellung von Diplom- auf Bachelor / Master--Studiengänge wird auch das Lehrangebot unseres Instituts umstrukturiert. So wird u.a. die bisherige Vorlesung Regelungstech-nik 1 (4 SWS) in zwei Vorlesungen zu je 2 SWS aufgeteilt: "Systemdynamische Grundlagen der Regelungstech-nik" im SS, gelesen von Prof. Ebenbauer und "Einführung in die Regelungstechnik" im WS, gelesen von Prof. Allgöwer. Die bislang vom IST angebotene Veranstaltung Regelungstechnik 1 fand deshalb im vergangenen Wintersemes-ter (WS 2009/10) zum letzten Mal statt. Die letzte Regelungstechnik 1 Prüfung wird im Sommer 2010 stattfinden. Für Studierende im Diplom, die nach diesem Zeitpunkt (also WS 2010/11 und später) noch die Prüfung Rege-lungstechnik 1 ablegen wollen, gilt folgende Regelung: Beim Prüfungsamt muss nach wie vor die Prüfung "Rege-lungstechnik 1" angemeldet werden. Als tatsächliche Prüfungsleistungen müssen jedoch die beiden Prüfungen zu den o.g. Nachfolgeveranstaltungen (über je 2 SWS) erbracht werden. Die beiden o.g. Nachfolgevorlesungen können gerne besucht werden. Die beiden Prüfungen sind jedoch selbst-verständlich auch mit dem Wissen des in der bisherigen RT1 - Vorlesung vermittelten Stoffes absolvierbar. Betroffene Studierende werden gebeten, sich bei Prof. Allgöwer in der Sprechstunde zu melden. 11.06.2010 1

Universität Stuttgart Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik PROF. DR.-ING. F. ALLGÖWER

93

94 Hauptfach H26 Steuerungstechnik Control Technology

Hauptfachprofessor Verl, Klemm, Röck

Auskünfte Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und

Fertigungseinrichtungen

Seidenstr. 36, 70174 Stuttgart, Tel.: 0711/685-82410, -82420, Fax: 0711/685-82808

http://www.isw.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X Verl Steuerungstechnik I 1) 2 WS

X X Verl Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und

Industrieroboter 2)

3 1 SS

X X Klemm Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme I 3) 1 1 WS

X X Klemm Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme II 3) 1 1 SS

X Verl Steuerungstechnik II 1 1 WS

X Klemm Grundlagen der Prozessrechentechnik und

Softwaretechnik

1 1 WS

X Verl Angewandte Regelungstechnik in Produktionsanlagen 2 SS

X Wurst Robotersysteme – Auslegung und Einsatz 2 WS

X Koeppe Robotersysteme – Anwendungen aus der Industrierobotik 2 SS

X Hägele Robotersysteme – Anwendungen aus der Servicerobotik 2 WS

X Röck Simulation automatisierter Maschinen und Prozesse 3 1 SS

X Röck Programmierung wissenschaftlich-technischer Software in

C/C++

1 1 WS

X Seyfarth Ölhydraulik und Pneumatik in der Steuerungstechnik 2 SS

X Wolf Automatisierung in der Montage- und Handhabungstechnik 2 SS

X Schneider Mechatronische Systeme in der Medizin - Anwendungen aus

Orthopädie und Rehabilitation

2 WS

X Heisel Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme 4 WS

Seminar(e) Siehe besondere Ankündigung zu Beginn der Semester Praktikum Steuerungstechnisches Praktikum (mind. 6 Versuche) und APMB

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise : 1) nur wählbar, falls nicht bereits als Teil des Pflichtfachs gewählt

2) auch als Pflichtfach wählbar (P28) 3) Teil I und II zusammen auch als Pflichtfach wählbar (P27)

95Steuerungstechnik I (Verl) behandelt den Aufbau und die Programmierung von Maschinensteuerungen, dabei im wesentlichen Kontaktsteu-erungen, ölhydraulische und pneumatische Steuerungen, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und Be-wegungssteuerungen (Werkzeugmaschinensteuerung NC, Robotersteuerung RC).

Steuerungstechnik II (Verl) behandelt den Aufbau von Mehrprozessorsteuerungen und Systemen zur Kommunikation in Steuerungshierar-chien aus Sicht der Informatik. Daneben werden Grundlagen der Zuverlässigkeit, Sicherheit und Diagnosetechni-ken in Steuerungssystemen sowie der Steuerungsentwurf mit Hilfe von Netzmodellen erläutert.

Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Industrieroboter (Verl) behandelt Kurvensteuerungen, Einsatzgebiete von NC-Maschinen und deren Aufbau, Lagesollwertbildung mit Interpolationsverfahren, Antriebe und Wegmeßsysteme, Lageregelungsverfahren, Ursachen für Bahnverzerrun-gen, Messungen von Kenngrößen, Führungsgrößenerzeugung bei Industrierobotern und Koordinatentransforma-tion, Bewegungsgleichungen von Industrierobotern, Programmierung.

Angewandte Regelungstechnik in Produktionsanlagen (Verl) Anwendung analoger und digitaler Regelungstechnik bei Antriebssystemen und Fertigungsprozessen (Lage-, Geschwindigkeitsregelung, Adaptive Prozessregelung, Produktionsregelung).

Grundlagen der Prozessrechentechnik und der Softwaretechnik (Klemm) gibt zunächst eine Einführung in die Technik flexibler Fertigungssysteme. Im Mittelpunkt der Vorlesung stehen die Behandlung der Grundlagen und Methoden der Softwaretechnik, z.B. die objektorientierte Programmierung sowie die baukastenbasierte Softwareerstellung für speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS).

Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme I (Klemm) behandelt Voraussetzungen, Lösungen und Entwicklungstendenzen zur automatisierten Arbeits-, Prüf- und Mon-tageplanung, insbesondere die rechnerunterstützte Programmierung numerisch gesteuerter (NC-) Werkzeugma-schinen und Industrieroboter sowie die Verknüpfung von CAD und NC-Programmierung. Einen Schwerpunkt stellt die Behandlung der NC-Verfahrenskette auf Basis von Bearbeitungsobjekten dar.

Softwaretechnik für Prozessplanung und Leitsysteme II (Klemm) befasst sich mit der automatisierten Steuerung und Überwachung komplexer, flexibler Produktionseinrichtungen. Entsprechende Leitfunktionen werde erläutert sowie der systematische Entwurf der Leitsteuerungssoftware und von Entscheidungsunterstützungssystemen für die Produktion behandelt.

Robotersysteme - Auslegung und Einsatz (Wurst) behandelt Systemstrukturen und Komponenten, Roboterkonstruktion (Antriebsstränge, Gestaltung von Achsver-bindungselementen), Zusammenwirken von Roboterkinematik (Stellgrößen für den Prozess), Dimensionierung von Systemkomponenten sowie Einsatzbeispiele.

Robotersysteme – Anwendungen aus der Industrierobotik (Köppe) behandelt Einsatzbeispiele von Robotersystemen in der Industrie und deren systemtechnischen Grundlagen. Robotersysteme – Anwendungen aus der Servicerobotik (Hägele) vermittelt die Grundlagen und Methoden für den Einsatz von Servicerobotern anhand praktischer Einsatzbei-spiele.

Simulation automatisierter Maschinen und Prozesse (Röck) führt in die Problemstellungen bei der Simulation komplexer automatisierter Maschinen und Prozesse ein und vermittelt die erforderlichen Grundlagen der notwendigen Simulationstechnik.

Programmierung wissenschaftlich-technischer Software in C/C++ (Röck) geht gezielt auf die eigenständige Programmierung von grundlegenden Lösungsverfahren für wissenschaftlich-technische Problemstellungen ein.

Ölhydraulik und Pneumatik in der Steuerungstechnik (Seyfarth) führt in die Grundlagen der Ölhydraulik und Pneumatik ein. Behandelt die physikalischen Grundlagen, die Bau-elemente, einfache Schaltungen und Anwendungsbeispiele der Fluidtechnik in der Steuerungstechnik.

Automatisierung in der Montage- und Handhabungstechnik (Wolf) vermittelt einen Überblick über die Möglichkeiten und Grenzen der Automatisierung in der Handhabungs- und Montagetechnik.

Mechatronische Systeme in der Medizin - Anwendungen aus Orthopädie und Rehabilitation (Schnei-der) behandelt typische mechatronische Komponenten der orthopädischen Medizin (z.B. Kniegelenk, Exoske-lett,...).

96

Hauptfach H27 Straßenverkehrstechnik Traffic Engineering Hauptfachprofessor Friedrich, Ressel

Auskünfte Institut für Straßen- und Verkehrswesen Lehrstuhl für Straßenplanung und Straßenbau

Pfaffenwaldring 7, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/685-66447

http://www.isv.uni-stuttgart.de/sus/ Lehrstuhl für Verkehrsplanung und Verkehrsleittechnik

Seidenstraße 36, 70174 Stuttgart Tel: 0711/685-82482

http://www.isv.uni-stuttgart.de/vuv/

Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V Ü WS /SS

X Friedrich / Ressel Einführung in die Verkehrsplanung 2 1 WS

X Friedrich / Ressel Straßenverkehrstechnik 2 1 SS

X Friedrich Verkehrstechnik und

Verkehrsleittechnik

2 SS

X Friedrich Projektstudie Verkehrstechnik und

Verkehrsleittechnik

2 SS

X Friedrich / Ressel Mikroskopische Verkehrsfluss-

simulation

1 SS

X Friedrich / Ressel Theorie des Verkehrsablaufs 1 SS

X Wacker Anwendungsbeispiele

Verkehrsleittechnik

1 SS

X Vogt Verkehr und Umwelt 2 WS

/SS

Studien- und Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor Seminar und Praktikum in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

97Einführung in die Verkehrsplanung (2V, 1Ü) (Friedrich/Ressel) Das Grundfach „Einführung in die Verkehrsplanung“ gibt eine umfassende Einführung in die Aufgaben und Me-thoden der Verkehrsplanung und in den Straßenentwurf. Die Verkehrsplanung befasst sich mit der Planung des Verkehrsangebots und seinen Wirkungen auf die Verkehrsnachfrage, die Umwelt, die Wirtschaft und die Gesell-schaft: Es werden Methoden zur Analyse des Verkehrsangebotes, zur Prognose der Verkehrsnachfrage und zur Gestaltung von Verkehrsnetzen vorgestellt. Der Straßenentwurf umfasst die Trassierung und Querschnittsgestal-tung von Straßen und den Entwurf von Knotenpunkten. Straßenverkehrstechnik (2V, 1Ü) (Friedrich/Ressel) In Grundfach „Straßenverkehrstechnik“ stehen Methoden zur Steuerung des Verkehrsablaufs an Knotenpunkten und in Verkehrsnetzen im Mittelpunkt. Es werden Bemessungsverfahren für ungesteuerte und signalgesteuerte Knotenpunkte und Konzepte der Verkehrsleittechnik (z.B. Informationssysteme, Wechselwegweisung, Parkleit-systeme) vorgestellt. Verkehrstechnik und Verkehrsleittechnik (2V) (Friedrich) Im der Vertiefung „Verkehrstechnik und Verkehrsleittechnik“ geht es um die operative Planung des Verkehrsablaufs. Hier werden Konzepte, Beispiele und Methoden zur kurzfristigen Beeinflussung der Verkehrsnachfrage und zur Op-timierung des Verkehrsangebotes erläutert. Dazu gehören verkehrsabhängig gesteuerte Lichtsignalanlagen, Ver-kehrsleitsysteme und Methoden zur Ermittlung der aktuellen Verkehrslage und zur Kurzfristprognose im individuellen und öffentlichen Verkehr für den Einsatz in Verkehrsleitzentralen. Projektstudie Verkehrstechnik und Verkehrsleittechnik (2Ü) (Friedrich) In der Projektstudie werden die in der Lehrveranstaltungen „Verkehrstechnik und Verkehrsleittechnik“ erworbenen Kenntnisse an einem Fallbeispiel vertieft. Im Rahmen der Projektstudie wird ein Straßenzug mit Hilfe von Licht-signalanlagen koordiniert gesteuert („Grüne Welle“). Dazu werden Signalzeitenpläne entwickelt und im Hinblick auf ihre Wirkungen (Wartezeiten, Anzahl Halte, etc.) bewertet. Für die Bearbeitung stehen Softwareprogramme für die LSA-Planung und die Verkehrsflusssimulation zur Verfügung. Mikroskopische Verkehrsflusssimulation (1V) (Friedrich/Ressel) Mikroskopische Verkehrsflussmodelle bilden Bewegung einzelner Fahrzeuge im Verkehrsnetz nach. Mit Hilfe einer Simulation kann die Leistungsfähigkeit von Verkehrsanlagen und von Steuerungsverfahren (verkehrsab-hängige Steuerung, ÖV-Priorisierung) beurteilt werden. In der Veranstaltung werden konkrete Anwen-dungsbeispiele (freie Strecke mit Engstelle, Lichtsignalanlage mit Festzeitsteuerung, Lichtsignalanlage mit ver-kehrabhängiger Steuerung, vorfahrtsgeregelter Knoten) vorgestellt und mit einem Simulationsprogramm unter-sucht. Theorie des Verkehrsablaufs (1V) (Friedrich/Ressel) Die Vorlesung „Theorie des Verkehrsablaufs“ stellt mikroskopische und makroskopische Modelle des Verkehrs-flusses in Straßennetzen vor. Ausgehend von der Kinematik eines Fahrzeuges und von Fahr-zeugankunftsverteilungen bzw. Geschwindigkeitsverteilungen wird die Bewegung der Fahrzeuge mikroskopisch durch die Betrachtung einzelner Fahrzeuge (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Abstand zum Vorgängerfahrzeug) oder makroskopisch durch die Betrachtung eines Streckenabschnitts (Verkehrsstärke, Verkehrsdichte, Ge-schwindigkeit) beschrieben. Anwendungsbeispiele Verkehrsleittechnik (1V) (Wacker) Anhand konkreter Anwendungsbeispiele werden die Möglichkeiten und Potenziale der Verkehrsleittechnik vorge-stellt. Im Einzelnen wird auf die Themen Verkehrsleitzentrale, Baustellenmanagment, Mauterfassung, Parkleitsys-teme, Streckenbeeinflussung und ÖV-Priorisierung eingegangen. Verkehr und Umwelt (2V) (Vogt) Erfassung und Bewertung von Luftverunreinigungen durch den Kfz-Verkehr, von Verkehrslärm, Ver-kehrssicherheit und Wirtschaftlichkeit, Erfassung und Bewertung städtebaulicher Belange und Beein-trächtigungen, Ökologische Bestandserfassung und Bewertung. Am konkreten Beispiel einer Straßenmaßnahme im städtischen Umfeld werden die genannten Wirkungen interdisziplinär behandelt, zusammengeführt und bewer-tet.

98 Hauptfach H28 Strömungsmechanik und Hydraulische

Stömungsmaschinen Fluid Mechanics and Hydraulic Machinery

Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. S.Riedelbauch

Auskünfte IHS

Institut für Strömungsmechanik und Hydraulische Strömungsma-schinen

Pfaffenwaldring 10, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/685-63264, Fax: 0711/685-63255,

e-mail: [email protected]

http://www.ihs.uni-stuttgart.de

Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS X Riedelbauch Technische Strömungslehre 3 1 WS*/SS

X Riedelbauch Hydraulische Strömungsmaschinen 2 1 SS

X Ruprecht Numerische Strömungsmechanik 3 SS

X Kirschner Strömungsmesstechnik 1 SS

X Riedelbauch Auslegung hydr. Strömungsmaschinen 1 SS

X Ruprecht / Brost

Computerübungen zur Numerischen Strö-mungsmechanik

1 SS

X Ruprecht Einführung in die Turbulenzmodellierung 1 SS

X Riedelbauch Instationäre Vorgänge in hydraulischen Anlagen

2 SS

X Ruprecht Meeresenergien 2 SS

X Schiffer Die Rolle der Wasserkraft 1 WS

X Kirschner Experimentelle Untersuchungen hydraulischer Maschinen

1 SS

X Kirschner Ausgewählte Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik

1 SS

X Heimerl Planung von Wasserkraftanlagen –Fallbeispiele aus der Praxis

1 SS

* Ab SS 2011 nur noch im SS, einmalig nochmals im WS 2010/2011

Seminar(e) Seminar WS / SS Kolloquium über hydraulische Maschinen und Anlagen Praktikum 5 Hauptfachversuche, APMB-Versuche, Numerikpraktikum

Studien- und Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

99Technische Strömungslehre (Prof. Riedelbauch / WS / 4 SWS) Beschreibung der Lehrinhalte befindet sich im vorderen Teil des Studienkatalogs im Pflichtfach

Hydraulische Strömungsmaschinen (Prof. Riedelbauch / SS / 3 SWS) Turbinen, Kreiselpumpen, Pumpenturbinen; Grundlagen, Bauarten, Kennwerte, Verluste, Kavitation, Einführung in die Auslegung, Kennlinie und Betriebsverhalten, Berechnung und Konstruktion einzelner Bauteile; Hydrodyna-mische Getriebe; Absperr- und Regelorgane

Numerische Strömungsmechanik (Dr. Ruprecht / SS / 3 SWS) Einführung in die numerische Strömungsmechanik, Navier–Stokes-Gleichung, Finite–Differenz- Verfahren, Finite–Volumen-Verfahren, Finite–Elemente-Methode, Lineare Gleichungslöser, Algorithmen zur Strömungsberechnung

Strömungsmesstechnik (Kirschner / SS / 1 SWS) Messverfahren für Geschwindigkeitsmessungen in Strömungen, Druckmessungen,

Auslegung hydraulischer Strömungsmaschinen (Prof. Riedelbauch / SS / 1 SWS) Ganglinie, Dauerlinie, Maschinenauswahl, Wahl der Drehzahl, Hauptabmessungen, Design- und Offdesign-Verhalten. Entwurf von Spirale, Stützschaufel, Leitrad, Saugrohr, Axialkräfte, Radialkräfte. Kavitation und Einbau-höhe.

Computerübungen zur numerischen Strömungsmechanik (Dr. Ruprecht / Brost / SS / 1SWS) Demonstration und Anwendung von kommerziellen Programmen zur Strömungsberechnung, Übungen am Compu-ter

Einführung in die Turbulenzmodellierung (Dr. Ruprecht / SS / 1 SWS) Reynolds gemittelte Navier-Stokes-Gleichungen, Wirbelviskositätsmodelle, Prandtl´scher Mischungsweg, k-ε-Modell, Reynoldsspannungsmodelle, Grobstruktursimulation, Hybride RANS/LES-Verfahren

Instationäre Vorgänge in hydraulischen Anlagen (Prof. Riedelbauch / SS / 2 SWS) Dynamische Druckveränderungen in Rohrleitungen mit Armaturen, Pumpen, Turbinen als Randbedingungen, Möglichkeiten zur Verminderung dynamischer Druckveränderungen, Anwendungen, Regelung von Wasserkraft-anlagen

Meeresenergien (Dr. Ruprecht / SS / 2 SWS) Energieverbrauch, -vorkommen, regenerative Energien, Gezeiten-, Wellen-, Strömungsenergie, Osmose, thermi-sche Meeresenergie, Projekt „Seaturtle“

Die Rolle der Wasserkraft (Dr. Schiffer / WS / 1 SWS) Umwelt- und sozialpolitische, sowie volkswirtschaftliche Aspekte der Wasserkraft

Experimentelle Untersuchungen hydraulischer Maschinen (Kirschner / SS / 1 SWS) Modellversuche, Durchflussmessungen in hydraulischen Anlagen, Messungen des Wirkungsgrades von hydrauli-schen Maschinen.

Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik (Kirschner / SS / 1 SWS) Laser-Doppler-Velocimety, Particle-Image-Velocimetry

100 Hauptfach H29 Technische Dynamik Applied Dynamics

Hauptfachprofessor Eberhard / Seifried

Auskünfte Institut für Technische und Numerische Mechanik

Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/685-6 6388

http://www.itm.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X Eberhard Maschinendynamik (wenn nicht be-reits als Pflichtfach gewählt)

3 1 WS

X Eberhard Numerische Methoden der Dynamik 3 1 SS

X Eberhard / Eiber

Ausgewählte Probleme der Mechanik z.B. Biomechanik

2 - WS

X Eiber / Eberhard

Modellierung und Simulation in der Mechatronik

3 1 SS

X Eberhard / Schiehlen / Meinders / Küb-ler

Fahrzeugdynamik 2 - WS

X Seifried Optimierung mechanischer Systeme 2 - WS

X Seifried Flexible Mehrkörpersysteme 2 - SS

In Absprache mit Professor Eberhard können auch andere Ergänzungsfächer gewählt werden

Seminar(e) Seminar über Fragen der Mechanik Seminar

Praktikum EDV-Praktikum Dynamik Studien- und Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

101Maschinendynamik (Eberhard) (auch Pflichtfach) Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der technischen Dynamik mit praktischen Anwendungen aus dem Ma-schinenbau und zeigt Möglichkeiten rechnergestützter Methoden in der Mechanik auf (Computer Aided Engi-neering). Der erste Teil der Vorlesung ist zunächst der Modellbildung in der Maschinendynamik gewidmet. Dann werden aufbauend auf der Kinematik, der Kinetik und den Prinzipien der Mechanik die rechnergestützten Berech-nungs- und Entwurfsverfahren begründet: Mehrkörpersysteme, Finite-Elemente-Systeme und kontinuierliche Sys-teme. Als Anwendungen werden u.a. die Dynamik des Kurbelgetriebes und der Massenausgleich des Einzylin-dermotors behandelt. Der zweite Teil umfasst lineare Schwingungssysteme mit endlich vielen Freiheitsgraden. Es werden freie und erzwungene Schwingungen behandelt und Fragen der Resonanz, der Scheinresonanz und der Tilgung diskutiert. Modellierung und Simulation in der Mechatronik (Eiber/Eberhard) Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen der Modellbildung mechatronischer Systeme durch eine Betrachtung der einzelnen Systemkomponenten. Ausgehend von der mechanischen Konstruktion werden Aktoren und Sensoren, deren Signale und die zugehörigen Prozessdatenverarbeitung beschrieben. Der Reglerentwurf vervollständigt die Modellbildung mechatronischer Systeme. Die einzelnen Komponenten werden modular modelliert, wobei sich für die nichtlineare Mechanik besonders die Methode der Mehrkörpersysteme anbietet. Für ausgewählte Schwin-gungssysteme wird das dynamische Verhalten analysiert und diskutiert, wobei sowohl simulierte als auch gemes-sene Systemantworten herangezogen werden. Dabei spielt die experimentelle Modalanalyse eine bedeutende Rolle. Am Ende steht ein Block zur industriellen Anwendung mechatronischer Konzepte. Numerische Methoden der Dynamik (Eberhard) Die Vorlesung vermittelt eine Einführung in numerische Methoden zur Untersuchung von dynamischen Systemen. Neben grundlegenden Methoden der Numerik werden im besonderen die folgenden Aufgaben angesprochen: Lösung linearer Vektor- und Matrizengleichungen, Bestimmung von Eigenwerten und Eigenvektoren, numerische Integration, Anwendungen aus der Mechanik. Die Vorlesung ergänzt die Vorlesung "Maschinendynamik" und ist eine Voraussetzung zur Teilnahme am beglei-tenden EDV-Praktikum Dynamik. Fahrzeugdynamik (Eberhard/Schiehlen/Meinders/Kübler) Die Vorlesung vermittelt theoretische Grundlagen der Fahrzeugdynamik mit ausgewählten Beiträgen aus For-schung und Industrie. Die mechanische Modellbildung und mathematische Beschreibung befasst sich mit landge-stützten Fahrzeugsystemen, welche Fahrzeugaufbauten, Trag- und Führeinrichtungen und Fahrwege umfassen. Aus der industriellen Praxis werden Sicherheitssysteme in Fahrzeugen wie Airbags und Gurtrückhaltesysteme vorgestellt, wobei alle Schritte von der Modellbildung über die Simulation bis zur experimentellen Verifikation be-handelt werden. Optimierung mechanischer Systeme (Seifried/Eberhard) Diese Vorlesung beschäftigt sich mit der Parameteroptimierung mechanischer Systeme. Alle notwendigen Schrit-te von der Problemstellung bis zu deren numerischen Lösung werden behandelt. Wichtige Themen sind hierbei die Mehrkriterienoptimierung, Sensitivitätsanalyse, sowie deterministische und stochastische Optimierungsverfah-ren ohne und mit Nebenbedingungen. Die Vorlesung wird in englischer Sprache gehalten. Flexible Mehrkörpersysteme (Seifried) Den Schwerpunkt dieser Vorlesung bildet die Modellierung, Simulation und Regelung flexibler Mehrkörpersyste-me. Aufbauend auf der Vorlesung Maschinendynamik werden zunächst holonome Mehrkörpersysteme in Baum- und Schleifenstruktur sowie nichtholonome Mehrkörpersysteme behandelt. Es folgt dann die Beschreibung eines elastischen Körpers mit Hilfe des „floating frame of reference“ Ansatzes sowie das Vorgehen beim Zusammenbau des Gesamtsystems. Abschließend werden noch einige Aspekte von Kontakt- und Stoßvorgängen in starren und flexiblen Mehrkörpersystemen behandelt, sowie einige Konzepte aus der Robotik zur Steuerung und Regelung von Mehrkörpersystemen vorgestellt. Ausgewählte Probleme der Mechanik (Eberhard/Eiber/Seifried) Die Vorlesung dient der Vertiefung in einzelne Teilgebiete der Mechanik. Aktuell ist z.B. eine Vorlesung über Biomechanik vorgesehen.

102

Hauptfach H30 Technische Mechanik Engineering Mechanics

Hauptfachprofessoren Gaul, Kistner

Auskünfte Institut für Angewandte und Experimentelle Mechanik (IAM)

Pfaffenwaldring 9, 70550 Stuttgart (3. Obergeschoss) Tel.: 0711/685-66277 oder -66198

http://www.iam.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X Gaul Dynamik mechanischer Systeme 3 1 WS

X X Gaul Methode der Finiten Elemente in Statik

und Dynamik

2 2 WS

X Gaul Boundary Element Methods in Statics and

Dynamics (in englischer Sprache)

3 1 SS

X Hanss Schwingungen, bestehend aus Technische Schwingungslehre I Technische Schwingungslehre II

2 2

SS WS

X Gaul Schallschutz / Körperschall 2 SS

X Gaul / Sprenger

Smart Structures (in englischer Sprache) 2 2 SS

X X Kistner Optimierungsverfahren mit Anwendungen 3 1 WS

X Hanss Fuzzy Methoden 3 1 WS X Bachmann Anwendung der Methode der Finiten

Elemente im Maschinenbau 1 2 SS

Seminar(e) Seminar Technische Mechanik Praktikum Praktikum über spezielle Gebiete der Mechanik (4 Versuche)

Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit den Hauptfachprofessoren

103Dynamik mechanischer Systeme (Gaul) Kinematische Grundlagen: Räumliche Bewegungen, Bindungen, virtuelle Verschiebungen, Freiheits-grade. Kinetische Grundlagen: Prinzipien von d'Alembert, Jourdain und Gauß, Bewegungsgleichungen holonomer und nichtholonomer Systeme in unreduzierten Koordinaten mit Lagrange-Multiplikatoren und in Minimalkoordinaten. Lineare zeitinvariante Systeme: Linearisierung, Lösungen, Modalanalyse, Zeitverhalten, Stabilität. Nichtlineare Systeme.

Methode der Finiten Elemente in Statik und Dynamik (Gaul) Grundlagen der Kontinuumsmechanik, Prinzipe der Mechanik, Tragwerksanalyse und Diskretisierung, Elementsteifigkeits- und Massenmatrizen für Stäbe, Balken und Scheiben, Elementlasten, Assemblie-rung Finiter Elemente, Einbau von Randbedingungen und Zwangsbedingungen, Lösung der Finite- Element- Gleichungen, Beispiele aus dem Maschinenbau.

Boundary Element Methods in Statics and Dynamics (Gaul) Verfahren gewichteter Residuen, Stab- und Balkenprobleme, direkte Methode für Laplace- und Pois-son-Gleichungen, Substrukturtechnik, numerische Integration. Beispiele zu Wärmeleitung, Elastosta-tik, Elastodynamik und Akustik im Frequenz- und Zeitbereich.

Technische Schwingungslehre I (Hanss) Kinematik von Schwingungen. Lineare Schwingungen mit einem Freiheitsgrad: konservative und ge-dämpfte Eigenschwingungen, erzwungene Schwingungen mit Beispielen. Lineare Schwingungen mit endlich vielen Freiheitsgraden: Eigenschwingungen und erzwungene Schwingungen mit harmonischer Erregung. Schwingungen kontinuierlicher Systeme. Technische Schwingungslehre II (Hanss) Parametererregte Schwingungen. Nichtlineare Schwingungen mit einem Freiheitsgrad: konservative und gedämpfte Eigenschwingungen, selbsterregte Schwingungen, erzwungene Schwingungen. Nähe-rungsverfahren und numerische Verfahren für nichtlineare Schwingungen.

Schallschutz / Körperschall (Gaul) Zeitlich wechselnde Bewegungen und Kräfte in Festkörpern, die zu hörbarem Schall führen. Erzeu-gung von Körperschall: Impedanzen von Stukturen. Übertragung: Wellenarten, Ausbreitungseigen-schaften, Abstrahlung als Luft-/Flüssigkeitsschall. Schallschutz: Dämmungs- und Dämpfungsmaß-nahmen. Struktur-Akustik-Regelung (ASAC).

Smart Structures (Gaul / Sprenger) Structural dynamics of smart structures. Constitutive theory of smart materials: electrostrictive, magne-tostrictive and piezoelectric materials, shape memory alloys, polymer gels. Measurement techniques. Modelling of adaptive structures. Signal processing. Control concepts. Applications.

Optimierungsverfahren mit Anwendungen (Kistner) Optimierung von Funktionen mit zugehörigen numerischen Verfahren, Gradientenverfahren, konjugier-te Gradienten, SQP-Verfahren, Evolutionäre Algorithmen. Optimierung von Funktionalen, Euler-Differentialgleichung, Ritz-Verfahren. Dynamische Optimierung (Bellman). Optimale Steuerung dyna-mischer Systeme. Jeweils mit Anwendungsbeispielen.

Fuzzy Methoden (Hanss) Einführung, Grundlagen der Fuzzy-Theorie: Fuzzy-Mengen, linguistische Variablen, Fuzzy-Relationen, Fuzzy-Logik, Unscharfes Schließen. Fuzzy-Systeme. Fuzzy-Regelung: Entwurfswerkzeuge, Fallstu-dien. Fuzzy-Artithmetik. Fuzzy-Clusteranalyse.

Anwendung der Methode der Finiten Elemente im Maschinenbau (Bachmann) Praktischer Einsatz der FEM, Systeme im Einsatz, Strukturanalyse, Kontaktrechnung, Optimierungstools. Praktikum: Preprocessing (Modellerstellung, Netzgenerierung, Randbedingungen, Optimierungstrategien), Berechnung, Postprocessing (Visualisierung und Diskussion der Ergebnisse), Datenablage und Projektorganisation, Berechnung im Team.

104

Hauptfach H31 Technische Optik Engineering Optics

Hauptfachprofessor Prof. Dr. W. Osten

Auskünfte Institut für Technische Optik Pfaffenwaldring 9, 70 569 Stuttgart Tel.: 0711/685-66074

http://www.uni-stuttgart.de/ito Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X Osten Grundlagen der Technischen Optik 2 2 WS

X Osten Optische Messtechnik und Messverfahren 2 2 SS

X Osten Optische Informationsverarbeitung 2 SS

X Osten Optische Informationsverarbeitung 2 SS

X Frenner Optik dünner und nanostrukturierter Schich-ten

2 SS

X Haist Optische Phänomene in Natur und Alltag 2 WS

X Lenhardt Grundlagen der Farbmetrik und digitale Fo-tografie

2 SS

X Menke Einführung in das Optik-Design 2 WS

X Brauch Festkörper- und Halbleiterlaser 2 WS

X Burghartz Design und Fertigung mikro- und nanoe-lektronischer Systeme

3 1 WS +

SS

X Kück Mikrotechnik 4 WS

X Schinköthe Aktorik in der Feinwerktechnik 3 1 WS

Seminar(e) Seminar „Technische Optik“ im WS und SS Hauptfach-Praktikum

„Optik-Labor“ im WS, „Optische Messtechnik und Messverfahren“ im SS

APMB 4 Versuche im WS und SS Studien- und Dip-lomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor Prof. Osten

105Im Rahmen des Hauptfaches „Technische Optik“ werden folgende Kernfächer angeboten: Grundlagen der Technischen Optik (Osten) (WS) Geometrische Optik: Grundgesetze, Kollineare (Gaußsche) Abbildung, Bauelemente: Linsen, Spiegel und Pris-men, optische Instrumente; Wellenoptik: Interferenz, Kohärenz und Beugung, Bewertung optischer Abbildungssysteme; Abbildungsfehler: monochromatische und chromatische Aberrationen, Wellenaberrationen; Strahlung und Lichttech-nik: strahlungsphysikalische und photometrische Größen, Lichtquellen und Detektoren.

Optische Messtechnik und Messverfahren (Osten) (SS) Grundlagen der geometrischen Optik: Gaußsche Optik, Linsengleichungen und -systeme, Blenden; Grundlagen der Wellenoptik: Interferenz, Kohärenz, Beugung und Auflösungsvermögen; Holografie; Charakterisierung von Ober-flächen; Speckle; Messfehler; Komponenten optischer Messsysteme: Lichtquellen, Lichtmodulatoren, Auge und Detektoren; geometrisch-optische Messtechniken: Strukturierte Beleuchtung, Moiré, Messmikroskope, Messfernrohre; wellenoptische Messtechniken: Interferometrische Messtechnik, Interferenzmikroskopie, holografische Interferometrie, Speckle-Messtechniken.

Optische Informationsverarbeitung (Osten) (SS) Lineare physikalische Systeme; Fourier-Theorie der optischen Abbildung; Grundlagen der Beugungstheorie; Kohä-renz; Holografie; Speckle; Spektrum-Analyse und optische Filterung; Digitale Bildverarbeitung: Grundbegriffe, Methoden und Anwendungen.

Im Rahmen des Hauptfaches „Technische Optik“ werden folgende Ergänzungsfächer an-geboten: Optik dünner und nanostrukturierter Schichten (Frenner) (SS) Polarisation des Lichtes, Interferenz und Kohärenz, Licht an Grenzflächen, Wellenoptik am Computer, Dünne Schichten - Herstellung und Anwendung, Ellipsometrie dünner Schichten, Mikroskopie und Ellipsometrie struktu-rierter Schichten, Kristalloptik und elektrooptische Komponenten.

Optische Phänomene in Natur und Alltag (Haist) (WS) Besprechung und Erklärung optischer Effekte, die mit bloßem Auge in der Umwelt beobachtbar sind. Eine Auswahl daraus: Schatten und Perspektive, Farbe und Streuung, Sonnenuntergänge, Halos, Luftspiegelungen, Reflexion, Beugungseffekte, Polarisation, Interferenzeffekte, Auge und Wahrnehmung.

Grundlagen der Farbmetrik und digitale Fotografie (Lenhardt) (SS) Physiologie der Farbwahrnehmung; Dreidimensioneller Farbraum; Normvalenzsystem und Spektralfarbenzug; He-ringsches Gegenfarbenmodell; Farbabstandsbewertung und Farbsysteme; Informationstheoretische Betrachtungen; HL-Bildwandler in der Stehbildfotografie; Farbmanagement in der digitalen Fotografie.

Einführung in das Optik-Design (Menke) (WS) Einführung in die Optikkonstruktion: Strahldurchrechnungen, geometrische und chromatische Aberrationen und Strategien zur Vermeidung von Bildfehlern; Typenübersicht bei optischen Systemen; Systementwicklung. Die Vorlesung wird durch eine kurze Einführung in das Optik-Design-Programm ZEMAX ergänzt. Somit haben die Hörer die Gelegenheit, in integrierten Übungen das Erlernte auf einfache Optiksysteme (z.B. Handy-Objektiv) anzuwenden. Praktika: Optik- Labor: (WS) Digitale Bildverarbeitung, Digitale Speckle-Fotografie, Rechnerunterstütztes Optik-Design, Holografische Projektion, Messung der spektralen Strahlungsverteilung. Optische Messtechnik und Messverfahren: (SS) Mikroskopische 3D – Messtechnik; Digitale Hologra-fie; Flächenhafte Interferometrie; Ellipsometrie; Messung der Kontrastübertragungsfunktion von Fotoobjektiven. Im Allgemeinen Praktikum Maschinenbau werden im WS und SS je vier Demonstrationsversuche angeboten.

106

Hauptfach H32 Technologiemanagement Technology Management

Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dieter Spath

Auskünfte Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement

(IAT) Büro für Studienangelegenheiten (BfS)

Nobelstr. 12, 70569 Stuttgart Tel.: 0711/970-2061, E-Mail: [email protected]

http://www.iat.uni-stuttgart.de

Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS X X Spath Arbeitswissenschaft I 1) 1 1 WS X X Spath Arbeitswissenschaft II 1) 2 - SS X Spath Technologiemanagement 2) 2 - WS X Spath Forschungs- und Entwicklungsmanagement (FuE) 3) 2 - SS X Spath/Ohlhausen/

Warschat Neue Methoden des FuE-Managements 2 - SS

X Bauer/Rief Arbeitsgestaltung im Büro 1 - SS X Spath/Wagner CAD/PDM – Informationssysteme in der Produktent-

wicklung 1 1 WS

X Spath/Nøstdal Führungsinformationssysteme 1 1 SS X Lentes Mathematische Methoden der Produktionsplanung 2 - WS X Spath/Ilg Mensch-Rechner-Interaktion I 1 1 WS X Spath/Hermann/

Bierkandt Mensch-Rechner-Interaktion II 2 - SS

X Spath/Buck Personalwirtschaft 2 - SS X Meiren Service Engineering – Systematische Entwicklung von

Dienstleistungen 2 - WS

X Braun Sicherheit und Gesundheitsschutz 1 - SS X Warschat Simulationstechnik (Simulation in der Fertigungstech-

nik) 1 - SS

X Warschat/ Ohl-hausen

Simultaneous Engineering und Projektmanagement 1 1 WS

X Weisbecker Electronic Business 2 - WS X Weisbecker Softwaretechnik und -management 2 - SS X Laidig Strategische Unternehmensplanung:

Business Planning & Venture Capital 1 - SS

X Spath u.a. Technikfolgenabschätzung (Ringvorlesung) 2 - SS X Schweizer/Rally Wertstrom Engineering 1 1 SS

X X Westkämper Fabrikbetriebslehre I 1) 2 - SS X X Westkämper Fabrikbetriebslehre II 1) 2 - WS X Maier Technisches Design III 1 1 SS

Seminar(e) Seminar Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement Praktikum Praktikum Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement Studien- und Diplomarbeiten Auskünfte im Büro für Studienangelegenheiten

Hinweise: 1) Arbeitswissenschaft I/II und Fabrikbetriebslehre I/II können als Kern- bzw. Ergänzungsfach

belegt werden, sofern sie nicht als Pflichtfach der Gruppe 5 gewählt wurden. 2) entspricht in Zukunft Technologiemanagement I 3) entspricht in Zukunft Technologiemanagement II

107

Arbeitswissenschaft I und II (Spath) Die Arbeitswissenschaft besitzt einen interdisziplinären Ansatz, der bei der Gestaltung von Arbeit humane und wirtschaftliche Ziele berücksichtigt. Diese zweiwertigen Ziele beziehen sich auf die Schaffung von menschengerechten Arbeitsbedingungen verbunden mit einer Unternehmensstruktur, die auf wirtschaftlichen Erfolg ausgerichtet ist. Schwerpunkte der Vorlesung sind deshalb die Bereiche Ergonomie (Arbeitswissenschaft I) und Ar-beitssystemgestaltung (Arbeitswissenschaft II). Technologiemanagement (Spath) Technologiemanagement umfasst neben der Planung, Gestaltung, Optimierung, Nutzung und Bewertung von Technologien insbesondere auch die Perspektiven Mensch, Organisation und Umwelt. Themen der Vorlesung sind u.a. technologiebedingte Wettbewerbsfähigkeit und Unternehmensfüh-rung, normatives und strategisches Technologiemanagement, Innovations- und Wissensmanagement sowie die technologiebezogene Aufbau- und Ablauforganisation. Forschungs- und Entwicklungsmanagement (Spath) Forschung und Entwicklung werden zu einem immer stärkeren wettbewerbsentscheidenden Faktor. Erfolgsbausteine für Unternehmen sind u. a. die Konzentration auf Kernkompetenzen, ein klares Prozessverständnis und eine adäquate Organisation. Die Vorlesung behandelt u.a.: Internationale Situation im FuE, FuE-Prozesse im und zwischen Unternehmen, Aspekte der Aufbau- und Ablauforganisation, Methoden und Werkzeuge. Arbeitsgestaltung im Büro (Bauer/Rief) Ausgehend von den Zielen einer humanen und leistungsförderlichen Bürogestaltung werden Methoden zur ganzheitlichen Planung von Büros, zur Bewertung und Auswahl von Einrichtungsgegenständen sowie zur Gestaltung der Arbeitsumgebung dargestellt. CAD/PDM - Informationssysteme in der Produktentwicklung (Spath/Wagner) Hardware-Aufbau von CAD-Systemen; vernetzte Systeme und Arbeitsplatzrechner; Ein-Ausgabe-Geräte, Prozessoren. CAD-Software; rechnerinterne Darstellung von 3D-Objekten, Methoden zur Volumenerzeugung, Manipulationsfunktionen. Schnittstellen für grafische Daten, CAP/CAM-Rechnereinsatz in der Arbeitsvorbereitung und Fertigung; NC-Programmierung, rechnerunterstützte Arbeitsplanerstellung. Führungsinformationssysteme (Spath/Nøstdal) In der Vorlesung wird eine kennzahlenorientierte Gesamtarchitektur eines betrieblichen Führungssystems anhand von Unternehmens- und Datenmo-dellen erklärt. Neben inhaltlichen Fragen zu Planungs- und Kontrollsystemen werden Verdichtungsprobleme (z.B. Kennzahlensysteme), Aspekte der Adäquanz (z.B. Umfang) und Relevanz (CSF) behandelt. Softwarelösungen (z.B. MIS) werden im Hinblick auf die Einbindung in betriebliche Informa-tionssysteme aufgezeigt. Mathematische Methoden der Produktionsplanung (Lentes) In den letzten Jahren wurden mathematische Planungsmethoden entwickelt, durch deren Einsatz die Unternehmen in die Lage versetzt werden, mit oder ohne Rechnerunterstützung betriebliche Entscheidungsprobleme zu analysieren und komplexe Optimierungsaufgaben zu lösen In der Vorle-sung werden Grundlagen, Möglichkeiten und Grenzen wesentlicher exakter und heuristischer Planungsmethoden diskutiert und anhand von Praxis-beispielen aufgezeigt. Mensch-Rechner-Interaktion I (Spath/Ilg) In der Vorlesung werden Gestaltungssystematiken, nach Arbeitsaufgaben und Benutzergruppen spezifiziert, behandelt. Dialoggestaltung und Funkti-onalität der Benutzerschnittstelle sowie Implementierungsansätze werden besprochen. Ein Schwerpunkt liegt auf der partizipativen Systemgestaltung, dem Rapid Prototyping und den User Interface Management Systemen. Mensch-Rechner-Interaktion II (Spath/Hermann/Bierkandt) Die Vorlesung gibt eine Übersicht über Methoden und Techniken der Mensch-Rechner-Interaktion. Als neue Interaktionsformen werden insbesondere multimediale und multimodale Systeme, sprachgestützte Interaktion, dynamische Formen der Informationsvisualisierung und -exploration sowie Virtual Reality vorgestellt. Als Entwurfsmethoden werden aufgabenanalytische Verfahren sowie Techniken der Navigations- und Dialoggestaltung eingeführt. Neue Methoden des FuE-Managements (Spath/Ohlhausen/Warschat) In der Vorlesung werden Vorgehensweisen wie Neuproduktplanung, Unternehmenskooperationen, Simulationstechnologien und Veränderungs-management vermittelt. Die Veranstaltung steht jeweils unter einem Themengebiet, das durch die Studenten in Fallbeispielen erarbeitet wird. Personalwirtschaft (Spath/Buck) Es wird ein genereller Überblick über die Stellung des Personalwesens und die Problematik der Personalwirtschaft gegeben. Anschließend werden Teilgebiete vertieft, z.B. wesentliche Bestandteile des Arbeitsrechts, inhaltliche Ziele, rechtliche und organisatorische Grundlagen der Personalpla-nung, Maßnahmen des Personalabbaus aus der Sicht des Betriebes und des Bewerbers. Service Engineering – Systematische Entwicklung von Dienstleistungen (Meiren) Die methodisch fundierte Entwicklung von Dienstleistungen wird als Service Engineering bezeichnet. Es werden Vorgehensmodelle zur Entwicklung von Dienstleistungen sowie Entwicklungsmethoden und -werkzeuge diskutiert. Zentral ist dabei der Begriff eines abstrakten Produktmodells für Dienstleistungen. Service Engineering wird dabei an Hand von konkreten Fallbeispielen diskutiert. Sicherheit und Gesundheitsschutz (Braun) Die Vorlesung gibt zunächst eine Einführung in Aufgabenfeld und Bedeutung von Sicherheit und Gesundheitsschutz unter Beleuchtung wirtschaftli-cher sowie ethischer und rechtlicher Aspekte. Über die Historie des Arbeitschutzes wird zum modernen Präventionsverständnis hingeleitet. Die Orga-nisation des betrieblichen und überbetrieblichen Arbeitsschutzes wird ebenso dargestellt wie Grundlagen des Arbeitsschutzrechts. Simulationstechnik (Simulation in der Fertigungstechnik) (Warschat) Zur Planung, Konfiguration, Diagnose und Steuerung von Fertigungssystemen werden zunehmend Simulationsmethoden eingesetzt. Themenschwer-punkte: Simulation von Fertigungs- und Montageabläufen, Simulationssprachen, Modellbildung; Bewegungssimulation und Animation von Abläufen an Maschinen und manuellen Arbeitsplätzen. Simultaneous Engineering und Projektmanagement (Warschat/Ohlhausen) In der Vorlesung wird die Vermittlung von Planungsgrundlagen und Hilfsmitteln wie Projektstrukturierung, Netzplantechnik, Projektverfolgung, Pla-nungschecklisten und Rechnereinsatz behandelt. Darüber hinaus werden Anwendungsfelder des Projektmanagements, wie z.B. Produktentwicklung, Fabrikplanung und die integrierte Auftragsabwicklung vorgestellt. Den Schwerpunkt bilden Konzepte des Simultaneous Engineering, die durch weit-gehende Parallelisierung dazu dienen, Prozesse und Durchlaufzeiten zu optimieren. Electronic Business (Weisbecker) Die Vorlesung "Electronic Business" beschäftigt sich mit Methoden (E-Business Architekturen) und Technologien (u.a. Web Services) zur Erstellung von Electronic Business Anwendungen zur Unterstützung zwischenbetrieblicher Geschäftsprozesse. Es werden Anwendungsbeispiele für Electronic Business aus den Bereichen elektronischer Geschäftsverkehr (B2B, B2C), e-Government, elektronische Marktplätze und Portale gezeigt. Softwaretechnik und -management (Weisbecker) Die Vorlesung gibt Einblick in eine zeitgemäße Softwareentwicklung und behandelt anhand von Fallbeispielen neue Unternehmensdatenmodelle, Softwarearchitekturen und Softwareprojektmanagement unter dem Aspekt von unterstützenden Softwarewerkzeugen, objektorientierter Softwareent-wicklung und Rapid Prototyping. Strategische Unternehmensplanung: Business Planning & Venture Capital (Laidig) In der Vorlesung werden Kenntnisse über Methoden und Verfahren zu den Themenbereichen Business-Planning und Venture Capital vermittelt. Im einzelnen umfasst die Vorlesung: Unternehmensziele, Unternehmenskultur, Shareholder-Value, globale Trends in Wirtschaft & Gesellschaft, Einfluss-faktoren für die Definition von Geschäftsmodellen und Implementierungsprozess mit Projekt- und Planungskontrolle. Technikfolgenabschätzung (Spath u.a., Ringvorlesung) Mit der Ringvorlesung Technikfolgenabschätzung werden aktuelle Fragen aus dem Spannungsfeld Gesellschaft und Technik vorgestellt und disku-tiert. Dabei soll ein möglichst breiter Überblick über neueste Entwicklungen, zentrale Herausforderungen und mögliche Lösungen für die Gestaltung und den Umgang mit neuen Techniken geboten werden. Die Vorlesung steht jedes Jahr unter einem anderen Motto. Wertstrom Engineering (Schweizer/Rally) In der Vorlesung wird eine methodische Vorgehensweise zum Planen, Organisieren und Steuern von Produktionsprozessen vorgestellt. In der Übung werden die erworbenen Kenntnisse in Form eines Planspiels vertieft.

108 Hauptfach H33 Faser- und Textiltechnik / Textilmaschinenbau

Medizinische Verfahrenstechnik Fibre- and Textile Engineering/Textile Machinery

Medical Process Engineering Hauptfachprofessor Prof. Dr.-Ing. Heinrich Planck

Auskünfte Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Körschtalstraße 26, 73770 Denkendorf Tel.: 07 11/93 40-216

Fax: 07 11/93 40-297 http://www.itv-denkendorf.de

Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS A1 A1 Planck/Singer Textil- und Faserstoffkunde 1 SS A1 A1 Planck Textile Herstellungsverfahren 1 1 SS A Planck Textile Herstellungsverfahren 2 1 WS A Planck/Singer Chemiefaserherstellung 1 SS A Planck Nichtkonventionelle Flächentechnologien 1 WS

X Planck/Singer Technische Textilien und Faserverbundwerkstoffe 1 WS

A Planck Textilveredlung und Konfektion 1 WS

A Planck/Singer Textile Prüftechnik und Statistik (inkl. Übungen) 1 1 SS

X Planck/StegmaierBionik 1+2: Ausgewählte Beispiele für die Umset-zung biologisch inspirierter Entwiklungen in die Technik

1/1 SS/WS

X Busse Verbundwerkstoffe mit polymerer Matrix 2 SS X Gadow Fertigungstechnik keramischer Bauteile 1 + 2 2/2 WS/SS A Planck Exkursion Textiltechnik/Textilmaschinenbau WS A ITV Denkendorf Vertiefungspraktikum Textiltechnik 1 WS

B1 B1 B1 Planck/Doser/ Hirth/Tovar Biomedizinische Verfahrentechnik 1 + 2 2/2 SS/WS

B1 B1 X Planck Endoprothesen 1 + 2 1/1 SS/WS

B1 B1 B1 Hirth/Tovar Grenzflächenverfahrenstechnik 2 – Technische Prozesse 3 WS

B Steinhilber Physiologische Grundlagen der Biomedizinischen Technik 2 1 SS

B Nagel Bildgebende Verfahren in der Medizin 3/3 WS/SS B Planck/Doser Exkursion Medizinische Verfahrenstechnik

B ITV Denkendorf und FhG- IGB

Vertiefungspraktikum Biomedizinische Verfah-renstechnik 2 SS

A: Schwerpunkt Faser- und Textiltechnik / Textilmaschinenbau B: Schwerpunkt Medizinische Verfahrenstechnik X: In beiden Schwerpunkten wählbar N1: Können als Kern- oder Ergänzungsfach belegt werden, sofern sie nicht als Pflichtfach gewählt werden.

Studien- und Diplomarbeiten in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

109Textil- und Faserstoffkunde (Planck/Singer) Einteilung, Aufbau und Eigenschaften von Faserstoffen. Gewinnung von Naturfasern (Baumwolle, Wolle etc) und Herstellung von Chemiefasern (Viskose, Polyester etc.). Faserstoffe für technische Anwendungen (Glasfasern, Aramide etc.). Faserstoff-spezifische Anwendungsbereiche und Markennamen. Textile Herstellungsverfahren 1 (Planck) Herstellung von Spinnfasergarnen nach den konventionellen (Ringspinnen, Rotorspinnen) und innovativen (z. B. Luftspinnen, Umwindespinnen) Verfahren. Maschinen und Verfahren für Vorbereitung von Fasern zum Verspinnen. Aufbau von Spinnma-schinen. Struktur- und Eigenschaftsunterschiede von hergestellten Garnen. Besonderheiten bei der Verarbeitung von Fa-sermischungen und High-Tech-Fasern für technische Anwendungen. Textile Herstellungsverfahren 2 (Planck) Gewebeherstellung: Aufbau und Funktion von Webmaschinen mit verschiedenen Schusseintragsystemen (Schütze, Greifer, Luftdüsen etc.). Weberei-Vorwerk. Grundbindungen und besondere Bindungstechniken. Maschenwarenherstellung: Maschinen und Verfahren der Strickerei (Flachstricken, Rundstricken) und Wirkerei (Kettenwirken, Kulierwirken). Grundbindungen, Bindungselemente und Musterungsmöglichkeiten der Maschenwaren. Chemiefaserherstellung (Planck/Singer) Einteilung, Aufbau und Eigenschaften von Chemiefasern. Theorie der Fadenbildung. Verfahren und Maschinen zum Erspin-nen von Chemiefasern aus natürlichen und synthetischen Polymeren. Nachbehandlung (Texturieren etc.) und Modifizieren von Chemiefasern (Copolymere, Mikrofasern etc.). High-Tech-Fasern (Aramide, Carbon etc.). Nichtkonventionelle Flächentechnologien (Planck) Verfahren und Maschinen der Vliesstoffherstellung (Trockenvlies-, Nassvlies- und Spinnvliesverfahren sowie innovative Vlies-verfahren), Geflechtherstellung (Flach- und Rundgeflechte, 3D-Geflechte etc.) und Teppichherstellung (Tuftings, Nadelfilze, Knüpfteppiche etc.). Einteilung und Anwendungsbeispiele von Vliesstoffen, Geflechten und Teppichwaren. Textilveredlung und Konfektion (Planck) Verfahren und Maschinen für Vorbehandlung (Bleichen, Mercerisieren etc.), Färben (Garnfärben, Färben von textilen Flächen und Fertigwaren), Bedrucken (Druckwalzen-, Schablonendruck etc.), Beschichten (Rakel-, Schablonenautrag etc.), Kaschie-ren, Bondieren, Laminieren, Ausrüstung (Kalandern, Rauhen, Walken etc.). Konfektion (industrielle Fertigung) von Bekleidung, Heimtextilien und Technischen Textilien. Verfahren und Maschinen für Zuschneiden (Messerschneiden, Stanzen), Fügen (Nähen, Schweißen etc.) und Formen (Bügeln, Pressen). Technische Textilien und Faserverbundwerkstoffe (Planck/Singer) Einteilung Technischer Textilien. Spezielle Faserstoffe, Materialien, Funktionsmechanismen. Besondere Flächentechnologien (Abstandsgewirke, 3D-Geflechte etc.). Verbundstoffe (z.B. Laminate) und Faserverbundwerkstoffe (z.B. pultrudierte faserver-stärkte Kunststoffe). Beispiele für Herstellung und Anwendung Technischer Textilien. Textile Prüftechnik und Statistik (inkl. Übungen) (Planck/Singer) Qualitätsprüfung an Textilien. Wichtigste zu prüfende Eigenschaften textiler Materialien. Prüfungen an unterschiedlichen For-men textiler Materialien (Fasern, Garnen, Flächen, Fertigwaren). Prüfnormen, Prüfverfahren, Prüfgeräte. Spezielle Prüfungen an Technischen Textilien. Statistik in der Textiltechnik. Statistische Auswertung von Prüfergebnissen. Bionik 1 + 2 (Planck/Stegmaier) Ausgewählte Beispiele für die Umsetzung biologisch inspirierter Entwiklungen in die Technik, z.B. der Selbstreinigungseffekt von Lotus-Blättern, der Strukturaufbau eines Pflanzenhalms, der Wassertransport in Pflanzen und Bäumen oder die Reduzie-rung des Reibungswiderstandes bei Fischen etc. Die Vorträge werden von Experten aus Forschung und Industrie gehalten. Verbundwerkstoffe mit polymerer Matrix (Busse) Fertigungstechnologie keramischer Bauteile (Gadow) Endoprothesen 1 + 2 (Planck) I. Biomaterialien: Gesetzliche Anforderungen und Vorschriften für Medizinprodukten. Anforderungen an Biomaterialien. Grenzflächenphysikalische und strukturelle Einflusse. Werkstoffe (Metalle, Kunststoffe, Keramik) für Endoprothese. Textile Strukturen (Gewebe, Gestricke, Gewirke, Geflechte, Vliesstoffe) als Biomaterialien. II. Konstruktionen und Eigenschaften von Endoprothesen: Hartgewebeersatz (Gelenkerstz etc.), Mittelharter Gewebeersatz (Kreuzbandersatz), Weichgewebeersatz (Gefäßprothesen etc.) und Biohybride Organe (Trachea, Knorpel, Pankreas etc.). Biomedizinische Verfahrenstechnik 1 + 2 (Planck/ Doser/ Hirth/Tovar) Die Vorlesung, die interdisziplinär zwischen Medizin, Biologie, Chemie und Ingenieurwissenschaft gehalten wird, gibt eine Einführung in folgende Themen: Aufbau und Funktion von Proteinen und Zellen; Biochemie, Rheologie und Gerinnung des Blutes; Grundlagen der Immunologie; Verfahren zur Proteintrennung und Oxigenierung; Einführung in klinische Analyseme-thoden; Aufbau und Funktion von Herz, Blutkreislauf, Herzschrittmachern, Blutpumpen, Herzunterstützungs- und Ersatzsys-temen; Verfahren zur Sterilisation von Medicalprodukten. Die Vorträge werden von verschiedenen Referenten gehalten. Grenzflächenverfahrenstechnik 2 – Technische Prozesse (Hirth/Tovar) Physiologische Grundlagen der Biomedizinischen Technik 2 (Steinhilber) Bildgebende Verfahren in der Medizin (Nagel)

110 Hauptfach H34 Thermische Strömungsmaschinen Thermal Turbomachinery

Hauptfachprofessor Prof. Michael Casey, D. Phil.

Auskünfte ITSM – Institut für Thermische Strömungsmaschinen

und Maschinenlaboratorium Pfaffenwaldring 6, 70569 Stuttgart (Vaihingen) Tel. (0711) 6 85 - 635 16, - 635 44, - 635 98

E-mail: [email protected] http://www.itsm.uni-stuttgart.de

Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SSX X Casey Grundlagen der Thermischen

Strömungsmaschinen1 3 1 SS

X Casey/Bell Dampf- und Gasturbinen 1 1 WS X X Casey Turbokompressoren und Ventilatoren2 2 WS X X Mayer Numerische Methoden in Fluid- und Struk-

turdynamik2 2 WS

X Casey Turbochargers 2 WS X Schnell Kraftwerksanlagen I 2 WS X Riedelbauch Hydraulische Strömungsmaschinen 2 1 SS X Baumbach Reinhaltung der Luft (Luftreinhaltung I) 2 SS X Eberhard Maschinendynamik3 3 1 WS X Roos, E. Festigkeitslehre I3 3 1 WS X Schmauder Methoden der elastisch-plastischen Festig-

keitsberechnung

2 1 WS

X Weitere technische Fächer nach Rücksprache möglich

Hauptfachseminar Thermische Strömungsmaschinen Praktikum Thermische Strömungsmaschinen siehe jeweils besondere Ankündigung Studien- und Diplomarbeiten

in Absprache mit dem Hauptfachprofessor

Hinweise: 1 Kernfach, sofern nicht als Pflichtfach (P41) der Gruppe 8 gewählt 2 Kernfach, wenn "Grundlagen d. Therm. Strömungsmaschinen" als Pflichtfach

gewählt wurde 3 sofern nicht als Pflichtfach gewählt

111Grundlagen der Thermischen Strömungsmaschinen (Casey) - SS

Anwendungsgebiete und wirtschaftliche Bedeutung - Bauarten - Thermodynamische Grund-lagen - Fluideigenschaften und Zustandsänderungen - Strömungsmechanische Grundlagen, Anwendung auf die Gestaltung der Bauteile - Ähnlichkeitsgesetze - Turbinen- und Ver-dichtertheorie - Verluste und Wirkungsgrade, Möglichkeiten ihrer Beeinflussung - Systematik der Bauteile, Beanspruchungen, Auslegung, Fertigung - Festigkeits- und Schwingungsprob-leme - Labyrinthdichtungen - Rotordynamik - Betriebsverhalten - Instationäre Beanspruchun-gen - Kennfelder, Regelungsverfahren - Moderne numerische Berechnungsverfahren. Dampf- und Gasturbinen (Casey/Bell) - WS

Dampfturbinen: Einsatzgebiete (Generatorantrieb, industrielle Antriebe) - Prozesse (Konden-sations-, Gegendruck-, Heizturbine) - Kernkraftwerksturbinen - Wirkungsgrade - Konstrukti-onsmerkmale - Spezielle Probleme (Dampfnässe, Endstufe, Schaufelbindung) / Gasturbinen: Einsatzgebiete (stationäre/nichtstationäre Anlagen: Kraftwerke, Flugtriebwerke, Hilfsantriebe) - Prozesse, Schaltungsarten, Thermodynamik, Wirkungsgrade - Spezielle Bauelemente (Brennkammer, Wärmetauscher) - Spezielle Probleme (Schaufelkühlung, Brennstoffe, Werk-stoffe, Keramik) / Kombinierte Gas- und Dampfturbinenkraftwerke (GuD) Turbokompressoren und Ventilatoren (Casey) - WS

Überblick - Verdichtertheorie / Axialmaschine: Theorie (Reaktionsgrad, Minderumlenkung) - Schaufelverwindung - Sekundärströmungen - Verluste - Stufenkennlinie / Radialmaschine: Bauarten - Theorie (Reaktionsgrad, Minderleistungsfaktoren) - Diffusor - Spirale - Verluste - Kennfelder - mehrstufige Maschinen - Stabilitätsbetrachtungen - Regelung. Numerische Methoden in Fluid- und Strukturdynamik (Mayer) - WS

Strömungsmechanische Grundgleichungen - Diskretisierung von Differentialgleichungen - Netzerzeugung - Randbedingungen - Finite Differenzen-, Finite-Volumen-Verfahren - Metho-den der Turbulenzmodellierung und Turbulenzmodelle - Grundlagen der Finite-Elemente-Methode (FEM) - Lösungsverfahren - Anwendungsbereiche. Turbochargers (Casey) - WS

Introduction to turbochargers - radial compressors - axial and radial turbines - dimensionless performance - component testing - mechanical design - matching of turbine and compressor - matching with the engine - developments.

Lectures in English but examination in German if necessary.

112 Hauptfach H35 Umformtechnik Metal Forming Technologies Universitätslehrer Prof. Dr.-Ing. Mathias Liewald MBA Auskünfte Institut für Umformtechnik Holzgartenstraße 17 (Stuttgart-Mitte) 70174 Stuttgart Telefon: (0711) 6 85 – 8 38 48 (Abt. Lehre) Telefax: (0711) 6 85 – 8 38 39 http://www.ifu-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P)

P K E Dozent Benennung V UE WS/SS

X X Liewald Umformtechnik I, II 4 WS/SS

X Baur Maschinen der Umformtechnik I 2 WS

X

X

X

Baur

Wagner

Wagner

Maschinen der Umformtechnik II

Werkzeuge der Blechumformung I

Werkzeuge der Blechumformung II

2

2

2

SS

WS

SS

X Liewald Karosseriebau I, II 4 WS/SS

X Roll Numerische Prozesssimulation in der

Umformtechnik I, II

4 WS/SS

X Flegel CAx in der Umformtechnik I, II 2 2 WS/SS

X Körner Verfahren und Werkzeuge der Massivum-formung I, II

4 WS/SS

Seminare Seminar mit Vorträgen zu Studienarbeiten

Praktika Hauptfachpraktikum, 4 Versuche (4P), SS

APMB, max. 4 Versuche, WS

Studien- und Diplomarbeiten Themen hängen am Anschlagbrett des Instituts aus, weitere

Themen sind in Absprache mit Prof. Liewald möglich

Exkursion 5/6 Tage, immer in der letzten Vorlesungswoche des Sommer-

semesters

113Umformtechnik I und II / Liewald Grundlagen der Umformtechnik: Metallkundliche Grundlagen; mathematische Beschreibung von Umformvorgängen; Reibung und Schmierung. Verfahren der Blechbearbeitung: Schnei-den; Biegen; Tiefziehen; Streckziehen; Ziehen von Karosserieteilen; Umformen mit Wirkme-dien; Walzen; Verfahren der Massivumformung: Kalt-, Warmstauchen; Schmieden (Freiform- und Gesenkschmieden, Thixoschmieden); Durchdrück- und Durchziehverfahren (Fliesspres-sen; Strangpressen; Ziehen von Stäben, Drähten, Rohren und Profilen).

Maschinen und Anlagen der Umformtechnik I / Baur Grundlagen der Werkzeugmaschinen der Umformtechnik. Umformmaschine und Umformvor-gang. Karosseriepresswerksanlagen. kraftgebundene und weggebundene Maschinen, Kraft-angebot und Arbeitsvermögen; Auffederung; Genauigkeitsfragen.

Maschinen und Anlagen der Umformtechnik II / Baur Vertiefung des in der Vorlesung Maschinen der Umformtechnik I vermittelten Stoffes, arbeits-gebundene Pressen, Schmiedpressen und –hämmer, Warmwalzwerke, Kaltwalzwerke, Rohr-herstellungsanlagen, Strangpressanlagen.

Werkzeuge der Blechumformung I / Wagner Entwicklung und Konstruktion von Werkzeugen, Werkzeugbau, Werkzeugwerkstoffe und -beschichtungen, Schneidwerkzeuge Werkzeuge der Blechumformung II / Wagner Biege- und Falzwerkzeuge, Folgeverbundwerkzeuge, Kostenkalkulation, Zeitplanung

Karosseriebau I und II / Liewald Strategische Planung neuer Produkte und neuer Karosseriewerke, generelle Anforderungen an die Karosserie, Lastenheft, Karosserie-Aufbaukonzepte, Fertigungsverfahren (Blechum-formung, Umformen von Strangpressprodukten, Schmieden, Druckgießen), Fügeverfahren (umformtechnisches Fügen, Schweißen), Werkstoffe für den Karosseriebau, Presswerk-Planung und –Betrieb, Tendenzen.

Numerische Prozesssimulation in der Umformtechnik I und II / Roll Plastizitätstheoretische Grundlagen, Geometrische Grundlagen, Spannungszustand, Bewe-gungszustand, Beschreibung des plastischen Verhaltens metallischer Werkstoffe und Werk-stoffmodelle, Fließbedingungen, Stoffgesetze, Umformleistung, Extremalprinzipien. Ansätze zum Berechnen von Formänderungen, Spannungen und Kräfte beim Umformen: Ansätze der „elementaren“ Plastizitätstheorie, Gleitlinientheorie, Schranken-Fallstudien: Stauchen, Fließ-pressen; u.a. numerische Näherungsverfahren: Fehlerabgleichverfahren; FE-Verfahren.

CAx in der Umformtechnik I und II / Flegel Grundlagen des rechnerunterstützten Konstruierens mit dem CAD-System CATIA, Einführung in den modularen Aufbau des Systems CATIA (base, drafting, 3-D design, advanced surfaces, solids), Grundlagen der NC-Programmierung (NC-mill, NC-lathe), CAD-Schnittstellen zu FE-Systemen, praktische Übungen an CATIA - Arbeitsplätzen.

Verfahren und Werkzeuge der Massivumformung I und II / Körner Verfahren der Umform- und Schneidtechnik; Vorteile des Umformens; Theoretische Grundla-gen; Werkstoff; Anlieferungsart; Fertigung des Rohteils; Oberflächenbehandlung; Rohteiler-wärmung; Umformteil und Stadienplanentwicklung; Theorie zum Kraft- und Arbeitsbedarf; Be-rechnung und Grenzen der Umformverfahren; ergänzende Umformverfahren; Werkzeugkon-struktion: Gestelle, Matrizen, Stempel, Druckplatten, Auslegung; Sondervorrichtungen; Teile-transport; Kaltumformanlagen; Warm- und Halbwarmumformanlagen; kombinierte Verfahren auf Anlagen zur Warm- und Halbwarmumformung mit Anlagen zur Kaltumformung.

114

Hauptfach H36 VerbrennungsmotorenInternational Combustion Engines

Universitätslehrer Bargende Auskünfte Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen Lehrstuhl Verbrennungsmotoren, Tel. 685 – 6 56 45 Internet-Adresse: http://www.ivk.uni-stuttgart.de Pfaffenwaldring 12, 70569 Stuttgart Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V UE WS/SS X X*) Bargende Grundlagen der Verbrennungsmotoren 4 WS

X Bargende Berechnung und Analyse innermotorischer Vorgänge 2 SS

X Bargende Versuchs- und Messtechnik an Motoren 2 SS X Fußhoeller Abgase von Verbrennungsmotoren 1 SS X Fußhoeller Kraftfahrzeugantriebe und Umwelt 2 SS X Hammer Einspritztechnik 2 WS

X Schmidt, D. Motorische Verbrennung und Abgasnach-behandlung I - reaktionskinetische Grund-lagen und Simulationstechnik

2 WS

X Schmidt, D. Motorische Verbrennung und Abgasnach-behandlung II - reaktionskinetische Grund-lagen und Simulationstechnik

2 SS

X Bauer Dynamik der Kolbenmaschinen 2 WS

X Thiemann Ausgewählte Kapitel der Dieselmotoren-technik 1 SS

X Casey Turbo-Chargers +) 2 WS X Noreikat Hybridantriebe 2 SS

X

Maly

Laserdiagnostik als Hilfsmittel zur Lösung motorischer Verbrennungsprobleme

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SS X Kolb Motorsteuergeräte 2 SS

X Thom Vorschriften beeinflussen das Auto der Zukunft 1 SS

X Weber Internationales Projektmanagement an Motorsystemen 1 SS

X Wichelhaus Sport- und Rennmotorentechnik 1 SS X Zahn Kleinvolumige Hochleistungsmotoren 1 WS X Brand Planung u. Konzeption von Prüfständen I

und II 2 SS/WS

X Niken/ Tuttlies Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen 2 WS

*) Sofern nicht als Pflichtfach gewählt +) Der Besuch des PF „Grundlagen der Thermischen Strömungsmaschinen“ wird vorausgesetzt. Seminar 5 Seminarbesuche, 1 Seminarvortrag zur Studienarbeit Praktikum 4 Versuche im Hauptfach und 4 APMB-Versuche Studienarbeit u. Diplomarbeit in Absprache mit einem der Hauptfachprofessoren

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Grundlagen der Verbrennungsmotoren (Bargende) WS: Einführung; Definition und Einteilung; Ausführungsbeispiele; thermodynamische Grundlagen; Kenngrößen. Kraftstoffe; Gemischbildung; Zündung und Verbrennung beim Ottomotor; Gemischbildung, Verbrennung und Schadstoffentstehung beim Dieselmotor; Ladungswechsel; Aufladung; Schmierölkreislauf; Kühlung. Auslegung des Verbrennungsmotors; Triebwerksdynamik; Konstruktionselemente; Abgasemissionen; Geräuschemissionen.

Berechnung und Analyse innermotorischer Vorgänge (Bargende) SS: Einführung und Übersicht; Startwerte der Hochdruckrechnung; Kalorik; Wärmeübergang; Druckverlaufsanalyse; Prozessrechnung beim Ottomotor; Prozessrechnung beim DI-Dieselmotor; Ladungswech-selberechnung; Zusammenfassung. Versuchs- und Messtechnik an Motoren (Bargende) SS: Motorentechnische Versuchsarbeit in Forschung und Entwicklung und zugehöri-ge spezielle Prüfstandsmesstechnik; Abgas- und Temperaturmessung, Druckindizierung, Wege, Schwingungen und Geräuschmesstechnik.

Abgase von Verbrennungsmotoren (Fußhoeller) SS: Mechanismen der Schadstoffbildung, Beeinflussung durch motorische Parameter, Abgasnachbehandlung.

Kraftfahrzeugantriebe und Umwelt (Fußhoeller) SS: Alternative und konventionelle Kraftfahrzeugantriebe, Entwicklungstendenzen (Um-weltschutz, Kraftstoffverbrauch). Gemischaufbereitung, Verbrennung, Abgasentgiftung u. Verbrauchsminderung bei Otto- und Dieselmotoren. Schichtladungsmotoren. Kühlung, Schmierung, Motorengeräusch, Nebenaggregate.

Einspritztechnik (Hammer) – WS: Einsatzgebiete; Kenndaten; Markt und künftige Anforderungen an Dieselantriebe; Grundlagen Dieselein-spritzung; Übersicht und Funktionsprinzipien von Dieseleinspritzsystemen; Verteilereinspritzpumpe; Pumpe-Düse System; Common Rail System; Einspritzfunktionen im elektronischen Steuergerät; numerisch Hydrauliksimulation; elektronische Dieselregelung; Dieselsystemopti-mierung; Grundlagen Ottomotor und Benzineinspritzung; Benzin-Saugrohreinspritzung; Benzin-Direkteinspritzung.

Motorische Verbrennung und Abgasnachbehandlung I/II - reaktionskinetische Grundlagen und Simulationstechnik - (Schmidt) WS/SS: 1. Motorische Verbrennung: Grundlagen Kraftstoffe; Hoch-, Niedertemperaturoxidation (am Beispiel Diesel, HCCI); Zündprozesse, Klopfen; Turbulenz-Chemie-WW (laminare und turbulente Flammengeschwindigkeit),Skalen. 2. Abgase und Abgasnachbehandlung bei Otto- und Dieselmotoren: Bildungsmechanismen; primäre Maßnahmen; Abgasnachbehandlung. 3. Simulationstechniken: quasi-dim. Modellierung; detaillierte Kinetik; chem. Gleichgewichte, 0/1/2-dimensionale Flammen; Turbulenzmodellierung (3D Modellierung mit Star CD). Dynamik der Kolbenmaschinen (Bauer) WS: Massenkräfte und -momente bei Kolbenmaschinen für verschiedene Zylinderanordnungen. Drehschwingungen (Ersatzanordnungen, Bekämpfung, Messung). Schwungrad.

Ausgewählte Kapitel der Dieselmotorentechnik (Thiemann) SS: Wirtschaftliche Bedeutung; Arbeitsverfahren; Beispiele ausgeführter Motoren; Entwicklungstendenzen; Kurbelgehäuse; Gestaltung und Lagerung der Kurbelwelle; Pleuelstange; Kolben; Zylinderkopf; Brenn-raum; Saug- und Abgassysteme; Aufladung; moderne Entwicklungsverfahren.

Turbo-Chargers (Casey) WS: Introduction to turbochargers, Radial compressors, Axial and radial turbines, Dimensionless performance, Component testing , Mechanical Design, Matching of turbine and compressor, Matching with the Engine, Developments.

Hybridantriebe (Noreikat) SS: Gesetzliche Vorschriften bezüglich Kraftstoffverbrauch, Abgasemissionen und CO2 –Ausstoß zwingen die Automobilhersteller und Zulieferer zu immer größeren Anstrengungen in der technologischen Auslegungen. Die Darstellung von alternativen Hybridantrieben ist deshalb unabdingbar. Der Hybridantrieb kombiniert in idealer Weise die Vorteile von Verbrennungsmotoren und Elektro-antrieben. Diese Kombination lässt eine Vielzahl von verschiedenen Antriebstrukturen (Parallel, Seriell, Leistungsverzweigt) zu. Diese wer-den erläutert, Vor- und Nachteile bezüglich Kraftstoffverbrauch, Kosten, Aufwand u.s.w. beschrieben. Alle notwendigen Hybrid-Komponenten werden beschrieben. Hierbei haben Speicherbatterien eine herausragende Bedeutung. Hybrid-Prototypen und Serienprodukte werden vorge-stellt. Zukünftige Entwicklungen aufgezeigt.

Laserdiagnostik als Hilfsmittel zur Lösung motorischer Verbrennungsprobleme (Maly) SS: Grundlagen und Eigenschaften laseropti-scher Messverfahren anhand praktischer Beispiele, Vorstellung von Konzentrations-, Strömungs-, Partikel- und Temperaturmesstechniken.

Motorsteuergeräte (Kolb) SS: Wozu Motorsteuergeräte – Zielkonflikt; das mechatronische System – Funktionsumfang; Hardwareaufbau; Software und Betriebssystem; Sensorerfassung; Stelleransteuerung; Luftsteuerung; Kraftstoffzumessung; Zündung; Abgasreinigung – Roh-emission, Abgasnachbehandlung; Immisionsreduzierung; On-Board-Diagnose - gesetzliche Anforderungen, Prüfstrategie, ausgewählte Sys-temdiagnosen; Kommunikation – CAN, Standard – Protokolle; Sicherheit und Verfügbarkeit; Applikation - Tools und Schnittstelle.

Vorschriften beeinflussen das Auto der Zukunft (Thom) SS: Märkte und Produkte / Global warming – CO2-Emissionen: Das Spannungs-feld Individualverkehr – Umweltschutz / Emissionen – Immissionen / Verkehrstote: Sicherheitsstrategien um Leben zu schützen / Vom Vor-schriften-Dschungel zur Harmonisierung / Die Zukunft des Individualverkehrs.

Internationales Projektmanagement an Motorsystemen (Weber) SS: 1. Systeme von Verbrennungsmotoren: Was ist das, warum die Betrachtung, praktische Beispiele, Status und Zukunft. 2. Projektmanagement: Wozu ist dies notwendig, Zusammenarbeit unterschiedlicher Disziplinen und Mentalitäten, Schaffen eines gemeinsamen Verständnisses. 3. Kultur: Einfluss der Mutterkultur von Ingenieuren auf die Denkweise und Zusammenarbeit in multidisziplinären Arbeitsgruppen.

Sport- und Rennmotorentechnik (Wichelhaus) SS: Überblick über den aktuellen Stand der Motorentechnik in der Formel 3, DTM und Formel 1 sowie bei Dieselmotoren im Rennsport hinsichtlich Auslegung und Entwicklungsprozessen.

Kleinvolumige Hochleistungsmotoren (Zahn) WS: Anforderungen an die Antriebe von handgehaltenen Arbeitsgeräten, z.B. Motorsägen; kleinvolumiger Hochleistungszweitaktmotor; Bauweisen und Beispiele für konventionelle kleinvolumige Zweitaktmotoren; Bauweisen und Beispiele für niedrig emittierende kleinvolumige Zweitaktmotoren; Gemischaufbereitung und Zündung; der kleinvolumige Hochleistungsvier-taktmotor; gemischgeschmierte und getrennt geschmierte kleinvolumige Viertaktmotoren; praktische Anwendungen und Sonderentwicklun-gen.

Planung und Konzeption von Prüfständen I und II (Brand) SS/WS: Prüfstände, Prüfstandstypen, Definitionen + Inhalte; Planungsberei-che; Planung: Definitionen + Inhalte; Planungsphasen + Planungsprozess; Prioritäten in der Automobilindustrie; Grundelemente eines Moto-renprüfstandes; Prüfstandskonfiguration + Prüfkapazität; Betriebsuntersuchungen, Gleichzeitigkeitsfaktor, Standzahl. Überblick Genehmi-gungsplanung + Einblick in Sondergebiete; Antriebsstrangprüfung; Systematik der Prüfstände; Dynamik bei Prüfständen; Testzellendetails; Beispiele von Entwicklungszentren; Sonderprüfstände; Kosten von Prüfanlagen; Vertiefung Genehmigungsplanung.

Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen (Nieken / Tuttlies) WS: Ringvorlesung „Abgasnachbehandlung in Fahrzeugen“ Es wird mit Vortragenden der Automobil- und Zuliefererindustrie (Daimler, Bosch, Porsche, …) einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Technik sowie die Herausforderungen auf dem Gebiet der Abgasnachbehandlung mit unterschiedlichen Verfah-rensvarianten (NOx-Speicherkat., SCR, Russfilter, …) aus der Sicht der Industrie gegeben.

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Hauptfach H37 Werkzeugmaschinen Machine Tools

Hauptfachprofessor o. Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Uwe Heisel

Auskünfte Institut für Werkzeugmaschinen

Holzgartenstr. 17

70174 Stuttgart Tel.: 0711/685-83860

http://www.ifw.uni-stuttgart.de Kern- (K) und Ergänzungsfächer (E) bzw. Pflichtfächer (P) P K E Dozent Benennung V Ü WS/SS

X X Heisel Werkzeugmaschinen und Produktionssys-teme 4 WS

X Heisel/Mitarb. Einführung in die Konstruktion und Berech-nung von Werkzeugmaschinen

2 SS

X X Heisel/Mitarb. Beurteilung des Verhaltens von Werkzeugmaschinen

1 1 SS

X X Rothmund Grundlagen der Zerspanungstechnologie 2 WS X Heisel/Mitarb. Grundlagen und Verfahren der Holzbearbei-

tung 2 WS

X Dietz Maschinen und Anlagen der Holzbearbeitung 2 SS X Heisel/Mitarb. Rechnergestützte Konstruktion von

Werkzeugmaschinen

1 1 WS/SS

X Weitere Ergänzungsfächer nach Rücksprache möglich Seminar(e) Haupfachseminar Werkzeugmaschinen Praxis-Seminar Werkzeugmaschinenmesstechnik

Praktikum Hauptfachpraktikum nach besonderer Ankündigung

Studien- und Dip-lomarbeiten

in Absprache mit Prof. Heisel

Hinweise: Von den angegebenen Fächern sind 6 Stunden als Kernfächer zu wählen. Das Fach Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme ist stets als Kernfach zu wählen, sofern es nicht als Pflichtfach gewählt wird. Das Hauptfach umfasst insgesamt 10 SWS V und Ü .

117Werkzeugmaschinen und Produktionssysteme (Prof. Heisel) Beschreibung der Lehrinhalte der Pflichtfächer befindet sich im vorderen Teil des Studien-katalogs. Einführung in die Konstruktion und Berechnung von Werkzeugmaschinen (Prof. Heisel und Mitarbeiter) Grundlagen, Prinzipien und Konstruktionshilfsmittel – Normung, Standardisierung, mech. Schnittstellen, Baukastensysteme - Instandhaltungsgerechte Werkzeugmaschinenkonstruk-tion - Werkzeugmaschinengestelle, Berechnung von Werkzeugmaschinenkomponenten mit FEM – Führungen, Bauformen, Eigenschaften, Auswahl und Auslegung –Hauptspindeln, Grundlagen, Bauformen, Auslegung und Berechnung – Vorschubantriebe, Merkmale, Eigen-schaften, Berechnung - Geräuscharme Werkzeugmaschinenkonstruktion – Analyse ausge-wählter Konstruktionen von Werkzeugmaschinen. Beurteilung des Verhaltens von Werkzeugmaschinen (Prof. Heisel und Mitarbeiter) Geometrische Messverfahren, Maschinenabnahme - Statisches Verhalten: stat. Steifigkeit, Positionsgenauigkeit, Verlagerungen und Neigungen, - Dynamisches Verhalten: Grundlagen des Ein-Massen-Schwingers, Bestimmung des dynamischen Verhaltens anhand des Nach-giebigkeitsfrequenzgangs, fremd- und selbsterregte Schwingungen, aktive und passive Dämp-fung, Optimierung des dynamischen Verhaltens - Thermisches Verhalten: innere und äußere Wärmequellen, Berechnung und Kompensation, thermische Mess- und Prüfverfahren - Emis-sionen - Akustisches Verhalten - Maschinen- und Prozessfähigkeit, Zuverlässigkeit - Sicher-heit. Grundlagen der Zerpanungstechnologie (Dr. Rothmund) Einführung, Problemstellungen der Zerspantechnik - Definitionen, Spanbildung, Verschleiß und Standzeit - Tribologie - Kühlschmierstoffe, stofflicher Aufbau und Anwendungen - Hart-stoffe, verschleißfeste Oberflächen - Schneidstoffe und Schneidplatten - Prozessketten - Werkzeuge und Aufnahmen, Kraft- und Leistungsberechnung - Prozessauslegung und Werk-zeugauswahl – mit Praxisübungen und Betriebsbesichtigungen. Grundlagen und Verfahren der Holzbearbeitung (Prof. Heisel und Mitarbeiter) Grundbegriffe, Definitionen - Holz als Roh- und Werkstoff, Holzwerkstoffe - Besonderheiten und Probleme bei der Holzbearbeitung - Basisverfahren der Holzbearbeitung - Kräfte am Schneidkeil, Verschleiß, Leistung - Verfahren und typische Werkzeuge - spanlose Trennver-fahren. Maschinen und Anlagen der Holzbearbeitung (Prof. Dietz) Rundholzgewinnung und -aufbereitung - Holztrocknung - Sägewerkstechnik, theoretische Grundlagen - Gatter-, Band-, Kreissägetechnik - Profilier- und Spanerstraßen - Weiterbear-beitung der Sägewerksprodukte - Furnier- und Sperrholzerzeugung - Span- und Faserstoffer-zeugung - Kunststoff-, Stein- und Glasbearbeitung. Rechnergestützte Konstruktion von Werkzeugmaschinen (Prof. Heisel und Mitarbeiter) Einführung - Übersicht über computergestützte Hilfsmittel - Einführung in CAD – Einführung in die Teilekonstruktion mit freien Übungen - Erstellung von Zeichnungen - Einführung in FEM mit Praxisbeispiel, freies Üben - Baugruppenkonstruktion - CAD-FEM-Kopplung, Preproces-sing.

118 4. APMB-Versuche im Studiengang Maschinenwesen (APMB = Allgemeines Praktikum Maschinenbau) Die Anmeldetermine zu den APMB-Versuchen werden zu Beginn jedes Semesters durch einen Aushang der Studienkommission bekannt gegeben, in dem das Angebot aller Institute für das laufende Semester zusammen-gefasst ist. Bezüglich der nachfolgenden Aufstellung ist zu beachten, daß sich das Angebot an APMB-Versuchen verändern kann. Auflistung nach Hauptfächern: WS SS Lehr- und Forschungsgebiet Schienenfahrzeugtechnik am Institut für Eisenbahn- und Verkehrswesen H2 Bögle

1. Fahrdynamische Simulation zur Bestimmung der Einsatzbereiche von Schienenfahrzeugen

2. Konzeption von Schienenfahrzeugen 3. Stadtbahnfahrschule 4. Zulassung von Schienenfahrzeugen

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Institut für Chemische Verfahrenstechnik H4 Nieken

1. Praktikum zur Bestimmung von örtlichen Stoff- und Wärmeübergangskoeffizienten 2. Kopplung von Diffusion und Reaktion im Katalysatorkorn 3. Exothermes Reaktionsverhalten im Rührkesselreaktor

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Institut für Kernenergetik und Energiesysteme H6 Laurien

1. Kernreaktor SUR-100 2. Kernreaktor + Radioaktivität (2 Versuche hintereinander) 3. Radioaktivität und Strahlenschutz 4. Simulation der Ausbreitung radioaktiver Schadstoffe 5. Numerische Strömungssimulation 6. Laseroptische Messverfahren in strömungstechnischen Aufgabestellun-

gen 7. Digitale Videobildverarbeitung am Beispiel visualisierter Siedevorgänge 8. Wasserstoff als Energieträger 9. Berührungslose Temperaturmesstechnik

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X X X X X X X X X

Institut für Gebäudeenergetik H7 Schmidt

1. Simulation von Gebäuden und Anlagen 2. Leistungsmessung und hydraulisches Verhalten von Heizkörpern 3. Dynamisches Verhalten von Thermostatventilen 4. Schadstoffemissionsmessung, Wirkungs- und Nutzungsgradmessung

von Heizkesseln 5. Raumluftströmung, Arbeitsluftreinhaltung, Strömungsarten

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Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung H8 Voß

1. Energetische Betrachtung von Trocknungsverfahren 2. Stromverbrauchsanalyse und Lastmanagement 3. Stirlingmotor 4. Messen von elektrischer Arbeit und Leistung 5. Elektrolyse und Brennstoffzelle 6. Kraft-Wärme-Kopplung

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Institut für Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb H9 Westkämper

1. Allgemeines Praktikum 2. Planspiel Produktionsoptimierung

3. Virtual Reality in der Fabrik- und Prozessplanung

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X X X

H23 Sandmaier

1. CNC-Mikrofräsen 2. Rasterkraftmikroskop (AFM) 3. Simulation von Mikrosystemen mit Matlab 4. Simulation von Mikrosystemen mit Simulink

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Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik H10 Schinköthe

1. Schrittmotoren 2. Raster–Elektronen-Mikroskopie

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Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile H11 Gadow

1. Schichtverbunde durch thermokinetische Beschichtungsverfahren 2. Keramische Verbundwerkstoffe (CMC) und Metall-Keramik-Stoffverbunde 3. Spritzgießen keramischer Werkstoffe (CIM) 4. Verfahrenstechnik des Schlickergießens 5. Thermomechanische Analyse mit Finite-Elemente-Methoden 6. Heißpressen hochfester Keramik

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119 WS SS

Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik H12 Scheffknecht

1. Bestimmung von Schadgasen in der Außenluft 2. Bestimmung des Staubgehalts einer Holzfeuerung 3. NOx-Minderung bei der Kohlenstaubverbrennung 4. Bestimmung von Abgasemissionen aus Kleinfeuerungen 5. Numerische Simulation einer Kraftwerksfeuerung 6. Wirkungsgradberechnung des Heizkraftwerkes der Universität Stuttgart 7. Charakterisierung von Staubpartikeln mittels Laserbeugungsverfahren 8. Verbrennungsversuche an einer atmosphärischen Wirbelschichtanlage

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Institut für Fördertechnik und Logistik H13 Wehking

1. Prüfungen an einem Bergseil 2. Prüfungen an Drahtseilen 3. Verformungs- und Schwingungsmessung mittels Dehnmessstreifen 4. Spielzeitermittlung am Modell Hochregallager 5. Identifikation mittels RFID

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Institut für Maschinenelemente H14 Bertsche, Haas

1. Klappern und Rasseln in Fahrzeuggetrieben 2. Petri – Netze in der Zuverlässigkeitstechnik 3. FMEA - Grundlagen der Methode und Anwendung 4. A. Förderverhalten von Radial-Wellendichtringen 5. B. Berührungsfreie Wellendichtungen 6. C. Hydraulik-Stangendichtungen 7. D. Statische Dichtungen / Flächendichtungen im Vergleich 8. E. Kennwertermittlung für die FEA 9. F. Rauheitsmessung und Oberflächenbeurteilung 10. Getriebeentwurf mit Software SAM ® (alle Versuche vorrangig für Hauptfachkandidaten als Hauptfachversuche, freie Plätze für andere als APMB- Versuch)

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Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design H14 Binz, Maier

1. Zahnradprüfung 2. Ausrichtung von Maschinensatz-Wellen mittels Messuhren und COMBI-

LASER- System 3. Temperatur-Viskositätsverhalten von Schmierölen 4. Wirkungsgradmessung 5. Methodeneinsatz im Produktentwicklungsprozess 6. Vermessung von Maschinenelementen mittels 3D - Koordinatenmess-

maschine 7. Modellbau und Modelliertechniken 8. Zeichentechniken 9. Interfacegestaltung

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Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen Lehrstuhl Kraftfahrwesen H15 Wiedemann

1. Modellwindkanal 2. Außengeräuschmessung 3. Kraftfahrzeugprüfstand

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Institut für Kunststofftechnik H17 Fritz

1. Rheologisches Verhalten verschiedener Stoffe 2. Kunststoffe im Zugversuch 3. Thermoanalytische Methoden zur Charakterisierung von Kunststoffen 4. Kennfeld eines Einschneckenextruders 5. Übungen und Messungen an einer Spritzgießmaschine

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Institut für Agratechnik H18 Böttinger

1. Untersuchungen an Ackerschleppern (Zugkraft, Schlupf und Fahr-widerstandmessungen, Motorkennlinie)

2. Strömungsmesstechnik und Schwebekennlinien 3. Erstellung von Lastkollektiven an Häckslern 4. GPS-Messtechnik

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120 WS SS Institut für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre H20 Roos, Schmauder

1. Bruchaussehen von Metallen 2. Dehnungsmessungen mit Dehnmessstreifen 3. Methoden zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung

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Institut für Höchstleistungsrechnen H22 Resch

1. Einführung in Linux 2. Einführung in ausgewählte Themenbereiche 1 3. Einführung in ausgewählte Themenbereiche 2 4. Anwendung verteilter Dienste in Netzwerken und Programmierung verteilter und paralleler Anwendungen mitttels MPI 5. Computerunterstützte Simulationsmethoden (MCAE, Finite Elemente- Analyse) 6. Betriebssysteme: Einführung & Grundalgorithmen 7. Visualisierung wissenschaftlich-technischer Daten

(Simulationsvisualisierung) 8. Visualisierung wissenschaftlich-technischer Daten (Virtuelle Realität)

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Institut für Zeitmesstechnik, Fein- und Mikrotechnik H23 Kück

1. Heißprägen von MID-Bauteilen 2. Rasterelektronenmikroskop 3. Mikrospritzgießen 4. Laserbasierte Herstellung von Leiterbahnen auf thermoplastischen Bau-

teilen

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Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik H24 Müller-Steinhagen

1. Bestimmung des Oberflächentemperaturfeldes und der Emissivität einer Modellfassade mit Hilfe einer Infrarot-Kamera

2. Bestimmung der Wirkungsgradkennlinie eines Sonnenflachkollektors 3. Bestimmung der Leistungszahl einer elektrisch angetriebenen

Wasser / Wasser-Wärmepumpe 4. Leistungsmessung an einem Wärmeübertrager im Gleich- und

Gegenstrom 5. Elektronische Bestimmung des Indikatordiagramms an einem

Modell-Stirling-Motor 6. Strom-Spannungs- und Leistungskennlinie einer PEM-Brennstoffzelle 7. Funktion und Betriebsverhalten einer Kompressionskälteanlage

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Institut für Systemtheorie und Regelungstechnik H25 Allgöwer

1. Mehrgrößenregelung eines 4-Tanksystems 2. Mehrgrößenregelung einer Destillationskolonne

(Simulationsversuch) 3. Mehrgrößenregelung eines Helikoptermodells 4. Regelung einer schwebenden Scheibe 5. Regelung eines 3-Tanksystems 6. Identifikation und Regelung einer Destillationskolonne (Simulationsversuch) 7. Regelung eines Torsionsschwingers 8. Lineare Regelung eines invertierten Pendels

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Institut für Systemdynamik H25 Sawodny, Wehlan

1. Simulation Automobil-Federung 2. Simulationssprachen 3. Fabriksimulation

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121 WS SS Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen H26 Verl, Klemm

1. NC-Programmierung von Werkzeugmaschinen 2. Programmierung einer Speicherprogrammierbaren Steuerung 3. Ölhydraulik und Pneumatik 4. Programmierung eines Industrieroboters

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Institut für Strömungsmechanik und Hydraulische Strömungsmaschinen H28 Riedelbauch

1. Überprüfung der Leistungswerte an einer Kreiselpumpe 2. Untersuchung eines Wasserturbinen-Regelkreises 3. Wirkungsgradmessung an einer Kreiselpumpe nach dem thermody-

namischen Verfahren 4. Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik 5. Untersuchung einer Rohrturbine 6. Untersuchung von Meeresströmungsturbinen

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Institut für Angewandte und Experimentelle Mechanik H30 Gaul

1. Experimentelle Modalanalyse (2 Termine) 2. Wellenausbreitung und zerstörungsfreie Prüfung (2 Termine)

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Institut für Technische Optik H31 Osten

1. Optische Winkel- und Richtungsmessung I 2. Optische Winkel- und Richtungsmessung II 3. Messungen mit dem Fluchtfernrohr 4. Interferometrie und Messtechnik

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Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement H32 Spath

1. Moderation 2. Organisationsentwicklung 3. Marktorientierte Produktentwicklung 4. Flexible Montage in der Modellfabrik (Vorranggraphenbildung) 5. Simulation von Fertigungs- und Organisationsstrukturen 6. Zukunftsprojektion durch Szenariotechnik

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Institut für Textil- und Verfahrenstechnik H33 Planck

1. Einstellung von Spinnereivorwerksmaschinen 2. Versuche auf Ring- und Rotorspinnmaschinen 3. Weberei-Vorwerk 4. Texturierversuche und Verwirbeln 5. Herstellung von Gestricken

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Institut für Thermische Strömungsmaschinen und Maschinenlaboratorium H34 Casey

1. Wirkungsgrad einer Gasturbine 2. Rechnergesteuerte Messung von Kennfeld und Verdichtungsverlauf im 3-

stufigen Radialverdichter 3. Strömungsmessungen an einem Gebläserad 4. Zustandsgrößen in einer berührungslosen Spaltdichtung 5. Akustische Messungen

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Institut für Umformtechnik H35 Liewald

1. Werkstoffprüfung 2. Blechumformung 3. Massivumformung 4. Hydroumformung

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Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen Lehrstuhl Verbrennungsmotoren H36 Bargende

1. Leistungsmessung an Verbrennungsmotoren 2. Abgasmessung 3. Schallleistungsmessung an Verbrennungsmotoren

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Institut für Werkzeugmaschinen H37 Heisel

1. Zerspankraftmessung 2. Simulation des Späneflugs 3. Thermische Maschinenuntersuchung 4. Oberflächenmessung

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