Viele Schwingungsprobleme in der Technik lassen sich in sehr guter Näherung durch lineare Differentialgleichungen beschreiben, sodass die mathematisch sehr gut ausgebaute Theorie der linearen Differentialgleichungen angewandt werden kann.
Die Vorlesung soll eine Einführung in gängige Methoden zur Behandlung linearer Schwingungssysteme geben. Zunächst werden allg. Schwingungssysteme mit N Freiheitsgraden behandelt. Anschließend wird die Dynamik von Systemen im Zustandsraum diskutiert.
Die Vorlesung setzt die „Technische Schwingungslehre“ fort und dient als Vorbereitung und Grundlage weiterführender Veranstaltungen, insbesondere der „Nichtlinearen Schwingungen“.
Gegenstand der Maschinendynamik ist die Beschreibung und Analyse dynamischer Phänomene in technischen Systemen. Die dabei verfolgten Ziele sind vielfältig und reichen von der Minderung der Schwingungsbelastung – und damit Verbesserung der Akustik, des Komforts oder der Dauerfestigkeit – über die Ableitung von Regelungsmodellen bis hin zur Effizienzsteigerung durch Erweiterung des Betriebsbereichs (bspw. Steigerung der Grenzdrehzahl, o.ä.).
Im Rahmen der Veranstaltung werden typische Phänomene, Modellierungs- und Analyseansätze der Maschinendynamik behandelt. Sie baut auf der Vorlesung "Technische Schwingungslehre" (PO 2009: "Schwingungstechnik und Maschinendynamik") auf und führt diese fort. Aufgrund ihrer großen Bedeutung in der Praxis liegt ein Schwerpunkt der Veranstaltung auf der Rotordynamik.
Inhalt
- Einführung & Motivation
- Wahrnehmung von Schwingungen
- Aufstellung und Fundamentierung
- Hubkolbenmaschine
- Torsionsschwingungen im Antriebsstrang
- Auswuchten starrer Rotoren
- Rotordynamik
- Lavalrotor (biegekritische Drehzahlen, Laufstabilität, elastische Lagerung)
- Kreiseleffekte, Kontinuumsrotor
- Rotor-Fluid-Interaktion: Fluid-Lager, Spaltdichtungen
- Rotordynamik elektrischer Maschinen
Empfohlene Voraussetzungen
- Höhere Mathematik 1-3
- Technische Mechanik 1-3
- Technische Schwingungslehre
Die Beschreibung realer Systeme führt in der Regel auf nichtlineare Differentialgleichungen. Oft gewährt bereits die Analyse der linearisierten Gleichungen einen ausreichenden Einblick in die Dynamik – gleichwohl gibt es eine Vielzahl von praktisch bedeutsamen Phänomenen, welche erst durch die Untersuchung der nichtlinearen Gleichungen aufgedeckt und verstanden werden können.
Die Vorlesung soll eine Einführung in gängige Methoden zur Behandlung nichtlinearer Schwingungssysteme geben und technisch bedeutsame nichtlineare Phänomene demonstrieren. Hiermit verbunden ist auch eine Einführung in die Grundlagen der kinetischen Stabilitätstheorie.
Über das Kennenlernen nichtlinearer Effekte hinaus zeigt erst das Studium der nichtlinearen Dynamik die Gültigkeitsgrenzen linearer Analysen auf und erlaubt damit eine Beurteilung der Gültigkeitsgrenzen linearer Modelle.
In dieser Veranstaltung werden theoretische und praktische Kenntnisse auf dem Gebiet der numerischen Strömungsberechnung (CFD) vermittelt. Neben dem Finiten-Differenzen-Verfahren wird das Finite-Volumen-Verfahren (FVV) angesprochen. Übungsaufgaben, die am eigenen Rechner durchgeführt werden können, ergänzen die Vorlesungen.
Die Einschreibung ist ab sofort möglich. Den Einschreibeschlüssel erhalten Sie durch eine kurze Mail an "fluiddynamics@uni-kassel.de".
Der Vorlesungsbeginn sowie die Art der Durchführung (Präsenz/Virtuell) entscheiden sich nach den gültigen Hygienevorschriften. Die eingeschriebenen Teilnehmer werden entsprechend informiert.Die Vorlesung Strömungsmechanik 2 baut auf die einführende Veranstaltung Strömungsmechanik 1 auf und ergänzt sie um weitere grundlegende Themengebiete aus der Strömungsmechanik (Grenzflächenspannung, Dimensionsanalyse, Potentialströmung, Gitterströmung, instationäre Schichtenströmungen und Einführung in die Gasdynamik). Sie ist eine der Basisveranstaltungen in der Bachelor-Vertiefungsrichtung Angewandte Mechanik.
Die Einschreibung ist ab sofort möglich. Den Einschreibeschlüssel erhalten Sie durch eine kurze Mail an "fluiddynamics@uni-kassel.de".
Der Vorlesungsbeginn sowie die Art der Durchführung (Präsenz/Virtuell) entscheiden sich nach den gültigen Hygienevorschriften. Die eingeschriebenen Teilnehmer werden entsprechend informiert.
Ziel der Veranstaltung ist die Vermittlung theoretischer und praktischer Kenntnisse auf dem Gebiet der Strömungsmesstechnik. Nach eine kurzen Wiederholung der Grundlagen der Strömungsmechanik werden mechanische, thermische und optische Strömungsmesstechniken erläutert.
Die Einschreibung ist ab sofort möglich. Den Einschreibeschlüssel erhalten Sie durch eine kurze Mail an "fluiddynamics@uni-kassel.de".
Der Vorlesungsbeginn sowie die Art der Durchführung (Präsenz/Virtuell) entscheiden sich nach den gültigen Hygienevorschriften. Die eingeschriebenen Teilnehmer werden entsprechend informiert.Die Studenten lernen die Grundlagen der Betriebsfestigkeit kennen. Hierzu zählen sowohl der theoretische Festigkeitsnachweis von Bauteilen sowie die Grundlagen der experimentellen Betriebsfestigkeit.
Die Studierenden sind damit sowohl in der Lage Betriebslasten auszuwerten und in Prüfbedingungen zu überführen als auch selbstständig rechnerische Festigkeitsnachweise durchzuführen.