Über den Lehrstuhl

Der Lehrstuhl vertritt in den Bachelor-Studiengängen "Engineering Science", "Materialwissenschaft und Werkstofftechnik", "Wirtschaftsingenieurwesen" und "Umwelt- und Ressourcentechnologie" die bereits in seinem Namen fixierten Fachgebiete "Technische Mechanik" und "Strömungsmechanik" (je nach Studienplan) als Pflichtfächer. Darüber hinaus werden "Rheologie" (engl. rheology) sowie weitere spezielle Vorlesungen als Wahlpflichtfächer für die ingenieurwissenschaftlichen Studiengänge angeboten.

Für Studenten der Masterstudiengänge an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften werden Vorlesungen zu den folgenden Gebieten gehalten:

  • Dimensionsanalyse
  • Experimentelle Strömungsmechanik und Strömungsmaschinen (Wahlpflichtfach in verschiedenen Master-Studiengängen)
  • Grenzschichttheorie
  • Hydrodynamische Stabilität
  • Optische Methoden in der experimentellen Strömungsmechanik
  • Spezielle Kapitel der Kontinuumsmechanik
  • Spezielle Probleme der Rheologie und Rheometrie
  • Turbulenz

Einen heißen Tipp für Gymnasiasten, die Interesse an physikalischen und materialwissenschaftlichen Problemen haben, gibt es unter dem Menüpunkt Studieninteressierte.

1. Technische Mechanik

Die "Technische Mechanik" ist ein ingenieurwissenschaftliches Grundlagenfach. Schwerpunkte der Vorlesungen sind:

Technische Mechanik I:

  • Kraftbegriff, Vektoren und Vektoroperationen
  • Gleichgewicht von Kräften und Momenten
  • Lagerreaktionen
  • Schwerpunkte
  • Reibung
  • Schnittreaktionen am Balken

Technische Mechanik II

  • Spannungsbegriff; einachsiger, ebener und räumlicher Spannungszustand, Spannungstensor
  • Deformationen; einachsiger, ebener und räumlicher Verzerrungszustand, Verzerrungstensoren
  • Materialtheorie, verallgemeinertes Hookesches Gesetz
  • Vergleichsspannungshypothesen
  • Flächenträgheitsmomente
  • Balkentheorie
  • Biegung schlanker Balken
  • Knickung schlanker Stäbe
  • Torsion

Die Dynamik (Technische Mechanik III) wird vom Lehrstuhl für Biomaterialien vertreten.

In den Übungen und Tutorien werden die vermittelten Kenntnisse anhand konkreter Aufgabenstellungen vertieft. Fakultativ kann ein Praktikum "Festigkeitslehre"durchgeführt werden. Es ergänzt die theoretischen Kenntnisse durch einfache Experimente, in denen jedoch hohe Anforderungen an exaktes experimentelles Arbeiten gestellt werden. Zur Zeit sind Versuche zur Balkenbiegung und zur Knickung jeweils für unterschiedliche Belastungsfälle und Lagerungen der verwendeten Bauteile vorgesehen.

2. Strömungsmechanik

Im 5. Semester werden sich die Studenten mit der Mechanik der Flüssigkeiten und Gase beschäftigen. Grundbegriffe der Mechanik wurden bereits im 1. und 2. Semester behandelt, so dass insbesondere die Vermittlung des sich von den Festkörpern unterscheidenden mechanischen Verhaltens der Fluide im Vordergrund steht. Ausgewählte Schwerpunkte sind

  • Eigenschaften und Kinematik der Kontinua
  • Bilanzgleichungen
  • Materialgleichungen
  • spezielle Bewegungsgleichungen
  • Hydrostatik
  • laminare Schichtenströmungen
  • hydrodynamische Schmierungstheorie
  • turbulente Strömungen

Im Praktikum werden die Versuche "Ermittlung von Materialkennwerten", "Druckverluste in Rohrleitungen und Rohrleitungsbauteilen", "Reynoldszahl", "Turbulente Luftströmung", "Turbulenter Freistrahl" und "Umströmung eines Tragflügels" durchgeführt. Dabei geht es neben dem Erkennen der grundlegenden strömungsmechanischen Prinzipien insbesondere um die Anwendung verschiedener Strömungsmessverfahren.

In Ergänzung der Pflichtvorlesung "Strömungsmechanik" werden fakultativ die Lehrveranstaltungen "Höhere Strömungslehre", "Turbulenz", und "Grenzschichttheorie" angeboten.

3. Rheologie (rheology)

Reale Materialien verhalten sich bei mechanischer Beanspruchung in der Regel nicht wie ideal-elastische Festkörper und ideal-viskose Flüssigkeiten, die ausführlich in den Lehrveranstaltungen "Technische Mechanik" und "Strömungsmechanik" behandelt wurden. Für Materialwissenschaftler, die mit Materialien von der Synthese über die Verarbeitung bis hin zur Anwendung konfrontiert sind, aber auch für  Umweltingenieure oder für Ingenieure, die im Automobilbau oder der Energietechnik arbeiten, ist es folglich von immanenter Bedeutung, über Kenntnisse des mechanischen Verhaltens realer Materialien zu verfügen.

Die Rheologie (abgeleitet von den griechischen Begriffen ῥεῖ - fließen und λόγος - die Lehre, die Wissenschaft) beschäftigt sich mit dem mechanischen Verhalten nichtklassischer Materialien. Dabei ist die Unterscheidung zwischen Festkörper und Flüssigkeit ein eher untergeordnetes Problem, da das jeweilige mechanische Verhalten unter isothermen Bedingungen im wesentlichen von der Beanspruchungszeit bestimmt wird.

Schwerpunkte der Grundvorlesung sind

  • Einführung
  • stationäre, instationäre und oszillatorische Scherströmung
  • Dehnströmungen
  • einfache rheologische Materialgesetze
  • Einführung in die Scherrheometrie

Schwerpunkte der Vorlesung "Rheologie komplexer Systeme" sind

  • Relativkinematik
  • kontinuumsmechanische Materialtheorie
  • nichtlineare Materialgesetze
  • Strukturrheologie

Die Vorlesungsschwerpunkte werden durch Übungen und ein fakultatives rheologisches Praktikum vertieft.

Die Lehrveranstaltungen sind offen für interessierte Hörer anderer Fakultäten und werden auch als Wahlfach für Studenten anderer Fakultäten angeboten.



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  » letzte Aktualisierung: 01.10.2019
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