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.
Studien- und Masterarbeit an der Naval Postgraduate School (NPS) der U. S. Navy:
Die Professur für Mechatronik koordiniert das Austauschprogramm mit der NPS.
Weitere Informationen finden Sie unter dem Reiter „Studium an der NPS in Monterey, CA (USA)“
Ihre Bewerbungsunterlagen senden Sie bitte an
Herrn Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
Fak MB, Professur für Mechatronik
Helmut-Schmidt-Universität
Holstenhofweg 85, 22043 Hamburg
([email protected] als PDF- oder Word-Datei)
Vertiefungspraktikum“ class=“out
Auf Anfrage.
Ansprechpartner:
Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
Dipl.–Ing. Kai Simanowski
Bachelor- und Masterarbeiten
Auf Anfrage.
Ansprechpartner:
Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
Lehrveranstaltungen
Mechanik I, II und III“ class=“out
HT TM I: 2 TWS Vorlesung (incl. Hörsaalübung) + 1 TWS Seminarübung
WT TM II: 2 TWS Vorlesung (incl. Hörsaalübung) + 1 TWS Seminarübung
FT TM III: 4 TWS Vorlesung (incl. Hörsaalübung) + 2 TWS Seminarübung
Dozent: Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
1. 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.
2. 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
2 TWS Vorlesungen + 1 TWS HörsaalübungDozent: Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
1. 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.
2. 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.
Naturwissenschaftlich-technisches Praktikum II
Dozent: Dipl.–Ing. Kai Simanowski
Studiengang: MB
Inhalt/Beschreibung: MB V 8
(a) Parameteridentifikation an einem 1-Massen-Schwinger
(b) Schwingungsreduzierung durch optimierte Tilgerauslegung
Maschinendynamik II
2 TWS Vorlesungen + 1 TWS Hörsaalübung
Dozent: Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
1. 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).
2. 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
2 TWS Vorlesung + 1 TWS Übung
Dozent: Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
1. Qualifikationsziele
Die Studierenden kennen Vorgehensweisen beim Entwurf mechatronischer Systeme, können mechatronische Systeme modellieren und analysieren.
2. 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
2 TWS Vorlesung + 1 TWS Übung
Dozent: Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
1. 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.
2. 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)
Fahrzeugmechatronik 2
2 TWS Vorlesungen + 1 TWS Übung
Dozenten: Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau zusammen mit Univ.-Prof. Dr.–Ing. Martin Meywerk
1. Qualifikationsziele
Kenntnisse vertikaldynamischer Systeme
Kenntnisse der Wirkweise mechatronischer Systeme im Kraftfahrzeug im Zusammenhang mit Feldgrößen aus den Bereichen Akustik, Strukturschwingungen und Wellenausbreitung (Crash)
Kenntnisse spezieller Systeme und deren Wirkung, z.B. Active Noise Control, Auslöseeinrichtungen passive Sicherheit
Kenntnisse typischer fahrzeugspezifischer Größen: Schalldruckpegel, Schwingungsamplituden, Kräfte, charakteristischer Zeiten, maximale Beschleunigungen
Kenntnisse der Wirkweise mechatronischer Systeme in der aktiven Schall- und Schwingungsreduktion und in der passiven Sicherheit
Kenntnisse spezieller Sensoren und Aktoren im Kraftfahrzeug auf diesen Gebieten
2. Inhalte
Das Modul Fahrzeugmechatronik II behandelt hauptsächlich dynamische Aspekte, die durch FEM-Modelle erfasst werden.
FEM für akustische Berechnungen,
Adaptive Filter,
Active Noise Control und Optimierung,
Schwingungsreduktion von Blechschwingungen,
Wellenausbreitung im Crash,
Auslöseeinrichtungen für die passive Sicherheit und Optimierung,
Vertikaldynamische Systeme: z.B. aktive und semi-aktive Systeme, Sky Hook
Technische Akustik
2 TWS Vorlesungen + 1 TWS Übung
Dozent: Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
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.)
2 TWS Vorlesungen + 1 TWS Übung
Dozent: Univ.-Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
Hinweis:
Englischsprachige Veranstaltung
Lehrbücher
Technische Mechanik, 5. Auflage“ class=“out
-Vorschau-
Eberhard Brommundt, Gottfried Sachs, Delf Sachau
Technische Mechanik
5. Auflage
Erscheinungsdatum: 08/2019
Technische Mechanik, 4. Auflage
Eberhard Brommundt, Gottfried Sachs, Delf Sachau
Technische Mechanik
4. verbesserte und erweiterte Auflage
2007. XIV, 367 S., 393 schwarz-weiß Illustrationen, br.
ISBN 3-486-58111-2
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. Auflage
Softcover ISBN: 978-3-658-17961-8 , eBook ISBN: 978-3-658-17962-5
Springer Vieweg, 3., erweiterte und überarbeitete Auflage 2018, 602 Seiten
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
Bibliothek der HSU/UniBwH – Schwingungslehre mit Maschinendynamik, 3. Auflage
Studium an der 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:
Naval Postgraduate School
Space Systems Academic Group
Research at Physics Department
Ansprechpartner:
Prof. Dr.–Ing. Delf Sachau
Letzte Änderung: 5. April 2024