Mathem. Modellierung und Simulation in der Mechanik (MMSM)

Teil 2:  Dynamische Probleme

Dieser zweite Teil der Vorlesung behandelt dynamische Probleme.  Statische Probleme werden jeweils im Wintersemester im ersten Teil der Vorlesung behandelt (MMSM-1).

Wiederholung:

Jeweils im Sommersemester

Studiengang:

Master Mathematik, Studenten anderer Fachrichtungen sind sehr herzlich willkommen (wir hatten schon Physiker, Informatiker, Biomechaniker, Chemiker ...) und auch wissenschaftl. Mitarbeiter.

Umfang:

2V/1Ü/2P

Dozenten:

Dr.-Ing. Ulrich Simon, Sebastian Weber

Termine im SS 2015:

ACHTUNG! Neue Zeiten für die Übung: 15:45 - 18:00

ACHTUNG! Präsentationstermine stehen fest (s.u.)

Die Vorlesung beginnt generell am ersten offiziellen Vorlesungstermin des Semesters (laut Studienportal).

Vorlesung (2 SWS) (MATH3132)
    Termin:Mo 14:15 - 15:45
    Ort:HeHo 18, Seminarraum E.60
    Beginn:1. Sem.-Woche
Übung (1 SWS) (MATH3132.2)
    Termin:Fr 15:45 - 16:30 Uhr
    Ort:MAC-Pool, HeHo 18, U.41
    Beginn:2. Sem.-Woche (23.04.15)
Computer-Praktikum (2 SWS) (MATH3132.3)
    Termin:Fr 16:30 - 18:00 Uhr
    Ort:MAC-Pool, HeHo 18, U.41
    Beginn:2. Sem.-Woche (23.04.15)
Projekt-Präsentationen
    Termine: Freitag (29.07.), 10:15 und Donnerstag (06.08.), 14:15
    Ort:MAC-Pool (HeHo 18, U.41)
Projekt-Berichte
    Termin:voraussichtl. 3 Wochen nach Präsentation
    Wohin:--> per E-Mail an die Dozenten

Inhalt:

In dieser anwendungsorientierten Vorlesung steht das Lösen von gegebenen Differentialgleichungen im Hintergrund! Stattdessen soll gezeigt werden, wie man "vernünftige" Annahmen und Vereinfachungen trifft um daraus "passende" Differentialgleichungen zu gewinnen. Dabei stehen struktur-mechanische, dynamische Probleme im Vordergrund. Die Vorlesung behandelt den gesamten Vorgang von der Modellbildung über die Simulation bis hin zur Verifizierung, Validierung und Auswertung.  In Computerübungen wird die Verwendung von Standardwerkzeugen sowie kommerzieller Simulationssoftware erprobt. Besondere Vorkenntnisse sind nicht erforderlich.  Natürlich ist es von Vorteil zuvor die MMSM-1-Vorlesung gehört zu haben.

Themengebiete/Methoden:

  • Grundlagen der Technischen Mechanik (Dynamik)
  • Schwingungen diskreter Systeme 
  • Kontinuumsschwingungen
  • Freie und erzwungene Schwingungen
  • Nichtlineare und selbsterregte Schwingungen
  • Dynamik von Mehrkörpersystemen (MKS)
  • D'Alembertsches Prinzip
  • Dynamisches Gleichgewicht
  • Numerische Integration ("Vorwärts-Dynamik")
  • Inverse Dynamik und Optimierung (für muskuloskelattale Systeme)
  • Lagrangesche Gleichungen

Software:

  • Matlab, Matlab/Simulink
  • FEM: Ansys, Abaqus explicit
  • MKS: MSC.Adams

Script:

Bis jetzt mussten die Studenten mitschreiben. So allmählich entsteht aber ein Script zur Vorlesung, dass wir hier zum Herunterladen anbieten (siehe Download zur Vorlesung).

Literatur:

  • Dankert und Dankert: Technische Mechanik. 
  • Rieg: FEA für Ingenieure. 
  • Vöth: Dynamik schwingungsfähiger Systeme.
  • Pietruszka: MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis
  • Bode: MATLAB-SIMULINK - Analyse und Simulation dynamischer Systeme

Alternative Prüfungsform:

In der zweiten Hälfte des Semesters kann durch Bearbeiten eines Projekts statt einer mündlichen oder schriftlichen Prüfung der Leistungsnachweis erbracht werden.

Modulbeschreibung:

Siehe:  Modulbeschreibung (vorläufig)

Kontakt

Dr.-Ing. Ulrich Simon
Geschäftsführer des UZWR
Helmholtzstraße 20
Raum 1.43 (Zugang über 1.40)
89081 Ulm

Telefon +49 (0)731 50-31700
Telefax +49 (0)731 50-31709
E-Mail

Experiment aus der Vorlesung zu selbsterregten Schwingungen