Mechatronik Design

Grundbegriffe mechatronischer Systeme,
Modellbildung mechanischer Systeme:
� Kinematik und Kinetik des Massenpunktes,
� Koordinatensysteme, Transformationsmatrizen und absolute Differentiation in der Mechanik (Roboterkinematik),
� Kinematik und Kinetik starrer K�rper,
� Schwingungen linearer und nicht-linearer Systeme,
Simulation mechatronischer Systeme:
� Numerische Integrationsverfahren,
� Simulationssysteme,
� Einf�hrung in die Simulationsumgebung MATLAB/SIMULINK,
Entwurf und Synthese mechatronischer Systeme:
� Problemstellung,
� Komponentenauswahl,
� �berpr�fung auf Erf�llung der Anforderungen,
� Einflussm�glichkeiten erkennen,
� Alternativen suchen,
� V-Modell,
Ausgew�hlte Beispiele mechatronischer Systeme.

Mechatronik Design II
 
Modellbildung mechatronischer Systeme:
� Mehrk�rpersysteme,
� Einf�hrung in das Mehrk�rpersimulationsprogramm ADAMS,
� Elektrodynamische, elektromagnetische und hydraulische Aktoren,
� Zustandsgleichungen mechanischer, elektrischer, elektromagnetischer und hydraulischer Systeme,
Regelung mechatronischer Systeme:
. Zentrale und dezentrale Regelung
� Zustandsregelung durch Polvorgabe und optimale Regelung,
� Zustandsbeobachter, Beobachtbarkeit und Steuerbarkeit,
� Kopplung des MKS-Programms ADAMS mit dem Simulationsprogramm MATLAB/SIMULINK �ber den Real Time Workshop
Ausgew�hlte Beispiele mechatronischer Systeme.

Finite Elemente

Geschichte und Grundprinzip, linear elastische Analyse, Formfunktionen, Materialgesetze, Steifigkeitsmatrizen von Stab, Balken und Scheibenelementen, Konvergenzbetrachtungen, Elemente mit h�heren Ansatzfunktionen, Beispiele mit ANSYS.

Betriebsfestigkeit (mechanischer und mechatronischer Systeme)

Statistische Belegung der W�hler-Linie, normierte W�hlerlinien, Blockprogramm- und Betriebsfestigkeitsversuche, Markov- und Rainflow-Z�hlung, Rainflowfilter, Extrapolation der Rainflow-Matrix, Lebensdauerlinie, Schadensakkumulationshypothesen, Nennspannungs- und Strukturspannungskonzept, Betriebsfestigkeitsversuche, Einfluss mechatronischer Systeme auf die Lebensdauer.

Technische Mechanik

Vektoren und Matrizen in der Mechanik, Kr�ftesysteme, Gleichgewichtsbedingungen, Schwerpunkt, Schnittreaktionen, Spannungen und Verformungen stabf�rmiger Bauteile.

Technisches Zeichnen / Maschinenelemente

Normgerechtes Darstellen und Bema�en, Lesen und Verstehen technischer Zeichnungen, Toleranzen, Passungen und Oberfl�chenbeschaffenheit, Festigkeitsberechnung, Elastische Federn, Achsen und Wellen, Zahnradgetriebe.