Studentische Arbeiten
Unsere aktuellen Forschungsprojekte bieten für die Studierenden der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg stets die Möglichkeit anspruchsvolle Studien-, Bachelor-, und Masterarbeiten mit Praxisbezug anzufertigen.
Aufgaben:
Die Themenstellungen der angebotenen Arbeiten entstammen der Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur aktiven Schall- und Schwingungsreduktion in Fahrzeugkabinen sowie Fragestellungen der Mehrkörperdynamik. Das Spektrum der Arbeiten umfasst:
- numerische Analysen von Strukturschwingungen und vibro-akustischen Systemen (FEM),
- Mehrkörpersimulationen,
- Optimierungen mit Matlab,
- Matlab/Simulink Simulationen,
- Dynamische Schwingversuche und akustische Versuche mit modernster Messtechnik,
- Implementierung schneller und robuster Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung,
- Konzeptionierung, Erprobung und Optimierung von Versuchsaufbauten sowie die Planung und Durchführung experimenteller Untersuchungen
Anforderungen:
Vorteilhaft sind gute Kenntnissen der Mechanik, Schwingungslehre und Dynamik sowie der Messtechnik und digitalen Signalverarbeitung. Weiterhin sind Teamfähigkeit und eine selbstständige Arbeitsweise erwünscht, durch die sich unsere Studierenden mit Kreativität und Ideenreichtum in unsere Arbeitsgruppe einbringen.
Studium an der NPS in Monterey, CA (USA)
Die Professur für Mechatronik koordiniert das Austauschprogramm mit der NPS.
Weitere Informationen zur NPS in Monterey, CA (USA)
Informationen:
Die Naval Postgraduate School (NPS) in Monterey, CA (USA) ist eine Universität der U. S. Navy mit einer stark internationalen Ausrichtung. Die Professur für Mechatronik bietet jährlich vier Studierenden ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge die Möglichkeit, ihre Studien- und/oder Masterarbeit an der NPS zu schreiben. Mit der Arbeit sind enge Kontakte zu amerikanischen Offizieren verbunden.
Der Zeitraum liegt in der Regel von Januar bis Juni des letzten Studienjahres. Da die Vorbereitung eines Auslandsaufenthaltes einige Organisation voraussetzt, sollte damit möglichst früh begonnen werden (ca. 9 bis 12 Monate vor geplantem Beginn). Voraussetzungen, die ein Studierender mitbringen sollte, sind gute Studienleistungen und solide Englischkenntnisse (mindestens SLP 3332), damit eine Prüfungsfreiheit bis zur Kommandierung an die NPS sichergestellt ist.
Themen:
In der interdisziplinären Space Systems Academic Group arbeiten Ingenieure unter anderem an der Entwicklung von Nanosatelliten. Dabei haben sowohl Studierende der NPS als auch anderer Universitäten großen Anteil, in dem sie Teilaufgaben aus unterschiedlichen Fachgebieten übernehmen.
Im Physics Department werden experimentelle und theoretische Forschungsarbeiten z. B. auf dem Gebiet der Modellierung von Detonationsprozessen, Hohlladungen und Hochgeschwindigkeitsaufschlägen durchgeführt.
Links:
Research at Physics Department
Ansprechpartner:
Ihre Bewerbungsunterlagen senden Sie bitte an:
Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
([email protected])
oder
KKpt M.Sc. Alexander Schulz
([email protected])
Studentische Hilfskräfte
Die Professur für Mechatronik der Helmut-Schmidt-Universität sucht ständig Studierende der Ingenieurwissenschaften, Informatik, Physik oder angewandten Mathematik mit Interesse an der Mitarbeit in Projekten. Bei Fragen zu den einzelnen Forschungsprojekten, wenden Sie sich bitte an den zuständigen Ansprechpartner.
Lehre / Lehrveranstaltungen
Mechanik I, II, III
Qualifikationsziele
Die Studierenden werden mit den Grundlagen von Statik, Elastostatik, Kinematik und Kinetik vertraut gemacht. Sie sollen lernen, Problemstellungen aus den genannten Teilgebieten zu analysieren und mit den Methoden der Mechanik zu behandeln sowie typische Aufgaben aus dem Bereich des Ingenieurwesens zu lösen.
Inhalte
Grundbegriffe der Mechanik: Kraft, Moment, Reduktion allgemeiner Kraftsysteme, Schnittprinzip, Modellbildung (starrer Körper, Einzelkraft, Stab, Seil, …), Gleichgewicht, Auflagerreaktionen, Schnittgrößen im Balken, Stabwerke, Schwerpunkt, Haftung und Reibung; Spannungen und Verzerrungen, Hookesches Gesetz, Zug, gerade Biegung, Torsion (kreiszylindrische Welle), Eulerscher Knickstab; Kinematik, Kinetik des Massepunktes, ebene Bewegung starrer Körpers, Impulssatz, Drallsatz, Energiesatz, Stoß, d’Alembertsche Kräfte und Momente
Literatur
Brommundt, Sachs, Sachau, Technische Mechanik, Oldenbourg, 2007.
Maschinendynamik I
Qualifikationsziele
Die Studierenden sind mit den gängigen Begriffen der technischen Schwingungslehre vertraut,
kennen Schwingungsphänomene wie Resonanz und Tilgung,
können das Zeitverhalten von mechanischen Schwingern bestimmen und in gewünschter Weise verändern,
können im weiteren Verlauf des Studiums Querverbindungen zur Regelungstechnik herstellen.
Inhalte
Grundbegriffe der Schwingungslehre (Definition, Einteilung und mathematische Beschreibung von Schwingungen, Fourier-Transformation, Harmonische Analyse).
Grundlagen der Kinematik und Kinetik (Bewegung, Massengeometrie, kinetische Grundgrößen und Bewegungsgleichungen des starren Körpers).
Modellbildung dynamischer Systeme (Starrer oder elastischer Körper, Strukturelemente, Linearisierung nichtlinearer Kinematik und Kennlinien , Berücksichtigung von Dämpfungseinflüssen).
Maschinen und Geräte unter dynamischer Last (Auswuchten starrer Rotoren) Freie und erzwungene Schwingungen von Systemen mit einem Freiheitsgrad (Eigenfrequenz, Resonanz, Darstellung in Zustandsform, Frequenzgang und Übertragungsfunktion, Stoßerregung und Stoßantwort, Einschwing- und Anlaufvorgänge).
Freie und erzwungene Schwingungen von Systemen mit mehreren Freiheitsgrade (Eigenfrequenzen und Eigenschwingungsformen, Betriebsschwingformen, Modale Betrachtung).
Schwingungsminderung (Isolation, Dämpfung, Tilgung, aktive Maßnahmen).
Schwingungen eindimensionaler Kontinua (Stab, Balken).
Literatur
1) Brommundt, Sachau, Schwingungslehre mit Maschinendynamik, Teubner Verlag, 2008.
2) Brommundt, Sachs, Sachau, Technische Mechanik, Oldenbourg, 2007.
Maschinendynamik II
Qualifikationsziele
Die Studierenden beherrschen die Grundlagen um kinematische und dynamische Modelle von Maschinen zu erstellen und zu analysieren.
Kennen die Modellbildung und Simulation von Mehrkörpersystemen.
Kennen physikalischen Phänomene der Rotordynamik (Experiment) und können diese berechnen (Modellbildung, Analyse).
Inhalte
Rotordynamik (Modellbildung: Laval-Welle mit starrer oder orthotrop – elastischer Lagerung; innere und äußere Dämpfung: Schwingungsphänomen; Stabilitätsbetrachtung; Rotorsysteme mit Kreiselwirkung: drehzahlabhängige Eigenfrequenzen; aktive und passive Maßnahmen zur Schwingungsreduktion (z. B.: Auswuchten, Magnetlager).
Dreh- und Torsionsschwingungen (Modellbildung: Drehmassen, Drehfedern und Torsionsdämpfer, Übersetzungen, Reduktion auf eine Welle; freie und erzwungene Schwingungen, Drehschwingungstilger).
Schwingungsberechnung elastischer Kontinua (Stab, Welle, Balken; Herleitung und analytische Lösung der Bewegungsdifferentialgleichungen, Näherungsverfahren mit globalen und lokalen Ansatzfunktionen).
Rechnerunterstützter Entwurf und Analyse der Kinematik und Dynamik von Strukturen und Kontinua (FEM, Mehrkörpersimulation).
Literatur
1) Brommundt, Sachau, Schwingungslehre mit Maschinendynamik, Teubner Verlag, 2008.
2) Brommundt, Sachs, Sachau, Technische Mechanik, Oldenbourg, 2007.
Einführung in die Mechatronik
Qualifikationsziele
Die Studierenden kennen Vorgehensweisen beim Entwurf mechatronischer Systeme, können mechatronische Systeme modellieren und analysieren.
Inhalte
Einführung in mechatronische Systeme
mechatronische Komponenten
Modellbildung und Simulation verkoppelter Systeme (MKS, FEM, CACE)
Signalverarbeitung
Regelung mechatronischer Systeme
Ausgewählte Beispiele für mechatronische Systeme
Mechatronische Systeme II
Qualifikationsziele
Die Studierendenkennen Modellbildung und Simulation
kennen Vorgehensweisen zur Optimierung
kennen Möglichkeiten der experimentellen Untersuchung
kennen ausgewählte Anwendungen
von Systemen zur aktiven Schall- und Schwingungsregelung.
Inhalte
Digitale Signalverarbeitung (z.B. FIR-Filter),
Regelung (z.B. Feed Forward),
Rechnergestützte Berechnungsmethoden aktiver verkoppelter Systeme (FEM, CACE),
Selbstoptimierende mechatronische Systeme (z.B. adaptive Filter, adaptiver Tilger),
Optimierung (z.B. Aktor/Sensor Positionen und Anzahl),
Experimentelle Umsetzung (z.B. Echtzeitregelung auf DSP),
Ausgewählte Beispiele für mechatronische Systeme aus der aktuellen Forschung der Professur für Mechatronik (z.B. Lärmreduktion in Fahrzeugen)
Technische Akustik
Literatur:
- Henn, Sinambari, Fallen, 2008, Ingenieurakustik, Vieweg. (digital & Bibl. PHY200 S5107(004))
- DEGA-Empfehlung 101, 2006, Akustische Wellen und Felder, Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. (digital)
System Design – Mechatronics – Multibody Simulation (Engl.)
Verantwortlicher: Dr.–Ing. Sergej Jukkert ([email protected])
Hinweis: Englischsprachige Veranstaltung
Naturwissenschaftlich-technisches Praktikum II
Verantwortlicher: Dipl.–Ing. (FH) Kai Simanowski ([email protected])
Studiengang: MB
Inhalt/Beschreibung: MB V 8
(a) Parameteridentifikation an einem 1-Massen-Schwinger
(b) Schwingungsreduzierung durch optimierte Tilgerauslegung
Lehrbücher
Technische Mechanik, 5. Auflage
Eberhard Brommundt, Gottfried Sachs, Delf Sachau
Technische Mechanik
5. Auflage
2019, De Gruyter, ISBN: 978-3-11-064324-4
Link zu open HSU – Technische Mechanik, 5. Auflage
Das Buch liefert kompakt, aber umfassend die Grundlagen der Technischen Mechanik. Statik, Kinetik und KinematikElastostatik werden erläutert. Zahlreiche Aufgaben mit Lösungen vertiefen den Stoff systematisch.
Studierende der Ingenieurwissenschaften werden mit den Grundlagen der Statik, Elastostatik, Kinematik und Kinetik vertraut gemacht und lernen eine methodisch-schematische Arbeitsweise zum selbständigen Lösen von Aufgaben.
- Das Schnittprinzip leitet die Statik ein, zehn Axiome fassen die Grundannahmen zusammen.
- Die Elastostatik betont die Balkenbiegung.
- In der Kinetik wird mit d’Alembertschen Kräften und Momenten gearbeitet; bei starren Körpern werden die Bewegungen parallel zu einer Ebene ausgeführt.
- Der Schwinger mit einem Freiheitsgrad wird – bevorzugt in komplexer Schreibweise – abgehandelt und der ungedämpfte Schwinger mit zwei Freiheitsgraden betrachtet.
Schwingungslehre mit Maschinendynamik, 3. Auflage
Eberhard Brommundt, Delf Sachau
Schwingungslehre mit Maschinendynamik
3., erweiterte und überarbeitete Auflage
2018, Springer Vieweg, ISBN: 978-3-658-17961-8, weitere Ausgabe: 978-3-658-17962-5
Link zu open HSU – Schwingungslehre mit Maschinendynamik, 3. Auflage
Produktbeschreibung
„Dieses Lehrbuch erleichtert mit Hilfe charakteristischer Fragestellungen aus der Maschinendynamik den Einstieg in die Schwingungslehre. Ziel ist es, das Verständnis der Vorgehensweisen und das Denken in den Begriffen am Schwingungsverhalten einfach aufgebauter Maschinen zu vermitteln. Die vorliegende Auflage enthält nun Ergebnisse, auch teilweise ausführliche Lösungswege der Aufgaben. MATLAB® Programmcodes sind auf der Verlagshomepage beim Buch zu finden.“
Inhaltsangabe
- Bodenkräfte von Rüttelmaschinen
- Auswuchten starrer Rotoren
- Vertikalschwingungen eines Paares gekoppelter Exzenterpressen
- Schwinger mit einem Freiheitsgrad
- Einschwing- und Anlaufvorgänge
- Schwinger mit mehreren Freiheitsgraden
- Modaltransformation als Hilfsmittel zur Schwingungsanalyse
- Dreh- und Torsionsschwingungen
- Rotor mit einfacher Durchbiegung
- Rotor auf nachgiebigen Lagern
- Kontinuumsschwingungen
- Diskretisieren des Kontinuums
- Balken-Biegeschwingungen
Letzte Änderung: 20. Januar 2025