Studentenprojekte (WS 2016/17)

Als Leistungsnachweis wird in diesem Modul ein kleines Projekt bearbeitet und bewertet (alternative Prüfungsform).

  • Die Projekte werden in der zweiten Hälfte des Semesters bearbeitet.
  • Das Thema kann eines aus der nachfolgenden Liste oder nach Absprache (!) auch ein eigenes, zur Vorlesung passendes Thema sein.
  • Jeder Student wählt/sucht sich ein Thema und teilt uns dieses zu Beginn seiner Bearbeitungszeit mit.
  • Ein Projekt kann allein oder in einer Gruppe mit zwei (in Ausnahmen drei) Studenten bearbeitet werden.
  • Ein Thema kann unabhängig voneinander auch von mehreren Studenten oder Teams gewählt und bearbeitet werden.
  • Jedes Projekt muss aus den folgenden drei Teilen bestehen:
    • (i) kleines Experiment und dazu passend:
    • (ii) numerische Analyse sowie 
    • (iii) analytische Abschätzung.

Vortrag

  • Jeder Teilnehmer hält über sein Projekt (oder seinen Projektanteil, falls Gruppenarbeit) einen Vortrag von 10 Minuten Dauer (nicht länger!).
  • Die Vorträge werden voraussichtlich in der letzten Semesterwoche gehalten.

Bericht

  • Jeder Teilnehmer fertigt einen kleinen Bericht (oder Berichtsanteil, falls Gruppenarbeit) mit 5 bis 8 Seiten an.  Der Bericht eines Zweier-Teams umfasst damit 10 bis max. 16 Seiten.  Hierbei werden Titel, Gliederung, Literaturliste nicht mitgezählt. 
  • Bitte unbedingt kennzeichnen, wer was geschrieben hat.
  • Ein Bericht sollte in der Regel etwa folgende Struktur haben:
    1. Einleitung: Hintergrund, Motivation, Forschungsfrage.
    2. Experiment: Versuchsaufbau, -durchführung, Ergebnisse.
    3. Analytische Abschätzung: Annahmen, Theorie, Rechnung, Ergebnisse.
    4. Numerische Simulation: Geometrie, Netz, Werkstoff, Last- u. Randbedg., Solution-Infos, Ergebnisse.
    5. Diskussion: Ergebnisse vergleichen (-> Tabelle), Stärken u. Schwächen der Methoden, Forschungsfrage beantworten, Fazit ziehen und Bogen zur Einleitung schließen.
  • Fremde Quellen, auch aus dem Internet, auch Bilder müssen unbedingt gekennzeichnet werden.
  • Die Berichte sind voraussichtlich drei Wochen nach dem Vortrag fällig.

Beurteilung

  • Bei der Beurteilung achten wir auf die inhaltliche Qualität der Projektteile (Numerisches Modell, Experiment, analytische Abschätzung), auf eine kritische Diskussion der eigenen Methoden und Ergebnisse, eine knappe aber sinnvolle Einleitung sowie auf die Form der Präsentation und des schriftlichen Berichts.  Dazu gehört auch, dass die Vortragszeit und die Seitenanzahl NICHT überschritten werden!
  • Achtung, an diesen Spielregeln könnten sich bis zu Beginn der Bearbeitungszeit noch Kleinigkeiten ändern.

Liste möglicher Projektthemen (WS 2016/17)

1  Steifigkeitsanalysen zu einer Tischkicker-Figur

Das UZWR ist an einer Neuentwicklung einer Tischkickerfigur der Fa. Lettner beteiligt (http://shop.lettner-kicker.de/de/Zubehoer/Figuren/The-Scorer-weiss1).  Für diese Figur wurden bereits Steifigkeit und Festigkeit in Spielrichtung untersucht.  Nun soll auch die Querrichtung durch Experimente und Analysen untersucht werden und mit einem älteren Design verglichen werden.  Inputdaten und Objekte sind vorhanden.


2  Vorführ-Modell zur Anisotropie

Passend zur Übungsaufgabe 4 (L-förmiger Körper aus anisotropem Material) soll ein Vorlesungs-Vorführ-Modelle z.B. aus Holz entwickelt werden.  Wichtig wäre, dass die Verformungen und die Unterschiede bei den Verformungen in Abhängigkeit von der Faserorientierung auch von 5 m Entfernung deutlich sichtbar sind.  Zur besseren Auslegung des Vorführ-Modells sollen passende Simulationen und analytische Abschätzungen gemacht werden.


3  Rollverhalten einer Kugel mit Spinn

Eine Kugel auf einer ebenen Unterlage soll zusätzlich zu einer translatorischen Bewegung auch einen Anfangsdrall um ihre senkrete Achse besitzen.  Kann man experimentell und auch durch Simulation zeigen, dass sie durch den Drall (Spinn) eine bananenfömige Bahn beschreibt?


4  Eigenschwingungen bei Systemen mit n Freiheitsgraden

Ein geeignes schwingungsfähiges System soll entweder in der Umwelt gefunden oder aber gebaut werden.  Das System soll mindestens 2 Freiheitsgrade und damit 2 Eigenschwingungen (Eigenvektoren u. Eigenfrequenzen) besitzen.  Hinweis:  Ein einzelner, elastisch aufgehängter, starrer Körper besitzt schon 6 FG, betrachtet man diesen in einer Ebene hat er immerhin noch 3 FG, wäre also grundsätzlich geeignet.

  • Experiment:  System auf verschiedene Arten anstoßen und Schwingungen (Form u. Freq.) messen.  Hinweis: Langsame Schwingungen können evtl. mit einem einfachen Handy-Video aufgezeichnet und ausgewertet werden;  bei hochfrequenten Schwingungen kann man ggf. die hörbare Frequenz per Audiosignal (Tool: Audacity) aufnehmen und auswerten.
  • Simulation:  Simulink oder SimMechanics oder Adams
  • Analytische Abschätzung:  Gemäß Kap. 7.1  im MMSM-1-Script

5  Kontinuums-Eigenschwingungen

Ein geeignes schwingungsfähiges System (Musikinstrument, Balken-, Platten-, Saitenschwingung, ...) soll entweder in der Umwelt gefunden oder aber gebaut werden.  Wie wäre es mit einem Windspiel und den Eigenschwingungen (Klang) der daran aufgehängten Röhrchen?

  • Experiment:  System auf verschiedene Arten anstoßen und Schwingungen (Form u. Freq.) messen.  Hinweis: Langsame Schwingungen können evtl. mit einem einfachen Handy-Video aufgezeichnet und ausgewertet werden;  bei hochfrequenten Schwingungen kann man ggf. die hörbare Frequenz per Audiosignal (Tool: z.B. Audacity) aufnehmen und auswerten.  Ggf. könnten schnelle Eigenschwingungsformen auch mit einer Stroboskoplampe sichtbar machen (Lehrmittelsammlung Physik).
  • Simulation:  Ansys (Modalanalyse)
  • Analytische Abschätzung:  Gemäß Kap. 8  im MMSM-1-Script

6  Fahrzeugdynamik

Die Dynamik eines einzelnen Fahrzeugs mit zwei, vier oder mehr Rädern und einer Wegerregeung durch eine unebene Straße soll untersucht werden.  Der Fahrzeugaufbau (ohne Räder) soll vereinfachend als ein starrer Körper (evtl. 2D) betrachtet werden.

  • An einem eigenen Fahrzeug (Fahrrad, PKW, Motorrad, ...) können evtl. kleinere Experimente durchgeführt werden (Überfahren einer Bodenwelle, Beschleunigungsmessung mit Handy-App "SensorLogger").
  • Simulation mit Animation mit Hilfe von z.B. Simulink und/oder ADAMS.
  • Analytische Abschätzungen zu Eigenfrequenzen und -vektoren.

Natürlich sind auch eigene Themen möglich, wenn sie eine ausreichend hohe Verwandschaft zu den vorgestellten Themen bzw. zu den Themen von Vorlesung und Übung aufweisen.  Bitte fragt uns dann aber vorher.

 

Wir wünschen Euch viel Spaß und Erfolg