Leichtbau (LT)

Leichtbau spielt in der modernen Maschinen-, Energie- und Mobilitätstechnik eine sehr wichtige Rolle. Durch die ansteigende Komplexität der Technik und Ausrüstung mit alternativen, umweltfreundlicheren Systemen werden Industriemaschinen, Fahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge immer schwerer: Anbauteile, Batterien, Filterungssysteme, Wasserstofftanks, Sensoren, Steuerungselektronik, Elektromotoren,... - die Liste ist lang und jedes Bauteil erhöht das Gesamtgewicht und hat Einfluss auf die Stabilität der Gesamtkonstruktion.

Die Vertiefung "Leichtbau" befähigt angehende Ingenieurinnen und Ingenieure dazu, Leichtbaukonstruktionen zu entwerfen, die den Herausforderungen durch die zukunftsorientierte Maschinentechnik, Gesetze der Physik, Normen und rechtliche Vorgaben gewachsen sind.

Dazu ist die Vertiefung in die folgenden Module aufgeteilt, auf die unterhalb näher eingegangen wird:

Nr.	Modulname	SWS	ECTS-Punkte
LB1	Strukturelemente und dynamische Analyse von Leichtbaukonstruktionen	4	5
LB2	Fertigung und Anwendung von Leichtbaustrukturen in der Praxis	4	5
LB3	Werkstoffauswahl und Fügen im Leichtbau	4	5

Modul "Strukturelemente und dynamische Analyse von Leichtbaukonstruktionen"

Das Modul "Strukturelemente und dynamische Analyse von Leichtbaukonstruktionen" beschäftigt sich mit folgenden Fragen:

Welche verschiedenen Leichtbaustrategien und Bauweisen gibt es?
Wie lassen sich Konstruktionen hinsichtlich ihres Leichtbaupotentials beurteilen?
Wie erfolgt die Spannungsberechnung an geschlossenen, offenen, ein- und mehrzelligen Querschnitten?
Wie werden die dynamischen Eingenschaften einer Struktur ermittelt und bewertet?
Wie kann die Lebensdauer einer Struktur unter Betriebslasten abgeschätzt werden?
Wie kann das Schwingungsverhalten elementarer Strukturen analysiert und berechnet werden?

Hierzu werden begleitend Praktikumsversuche unter Nutzung der Finite-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt und das Schwingungsverhalten der elementaren Strukturen gemessen und analysiert.

Modul "Fertigung und Anwendung von Leichtbaustrukturen in der Praxis"

Dieses Modul besteht aus zwei Vorlesungen:

Fertigen von Leichtbaustrukturen

In dieser Vorlesung erweitern Sie Ihre Kenntnisse der grundlegenden Fertigungstechnik um Sonderverfahren mit speziellem Bezug zum Leichtbau. Dabei werden beispielsweise verschiedene Verfahren zur Fertigung von Faserverbundwerkstoffen und wirkmedienbasierte Umformverfahren behandelt.

Auch Laser als universelle Werkzeuge, die aus dem Leichtbau nicht mehr wegzudenken sind, werden in Bezug auf Aufbau, Funktion und Anwendung während der Vorlesung thematisiert.

Leichtbau in der Praxis

Von der Lastannahme bis zum ausgelegten und erprobten Bauteil an einem praktischen Beispiel, hier am Beispiel Fahrrad – dies ist der Schwerpunkt dieser Vorlesung. Dabei wird einerseits aufgezeigt, wie die Lastannahmen und die folgende Ermittlung der Beanspruchungen theoretisch erfolgt.

Andererseits wird besprochen, wie die praktischen Ermittlung der Lastannahmen und der Bauteilbeanspruchung erfolgt. Abschließend wird die Vorgehensweise zur Produkterprobung im Detail aufgezeigt.

Modul "Werkstoffauswahl und Fügen im Leichtbau"

Dieses Modul befasst sich mit der Auswahl der geeigneten Werkstoffe für Leichtbaustrukturen.

So lernen Sie, welche Stoffe welchen Anforderungen (z. B. Hitze und/oder Kältebeständigkeit) erfüllen und für welche Anwendung sie sich eignen (z. B. Automobiltechnik oder Luftfahrt).