Tools (To)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Tools)
(Prüfungsordnungsmodul: Tools ET)

Lehrveranstaltungen:

• • Kurs Technisches Zeichnen (WS 2018/2019)
    (Kurs, 3 SWS, Wolfgang Wirth et al.)
  • Software für die Mathematik (SS 2018)
    (Praktikum, 3 SWS, Anwesenheitspflicht, Clemens Stierstorfer, Blockveranstaltung 30.7.2018-3.8.2018 Mo-Fr, 8:00 - 20:00, E 1.12; Das Praktikum wird als Blockkurs (5 Tage) im angegeben Zeitraum durchgeführt. Eine genaue Terminvergabe erfolgt im Juli. Die Teilnahme an der Vorbesprechung ist verpflichtend!)

Inhalt:

Software für die Mathematik:
Einführung in den Umgang mit dem Mathematik-Paket MATLAB anhand von Beispielen aus der Schulmathematik und der linearen Algebra.
1. Versuch: Einführung in das Programmpaket, Datentypen in MATLAB, Skriptdateien und Funktionen, MATLAB-Sprachkonstrukte
2. Versuch: Grafische Ausgabe, zwei- und dreidimensionale Darstellungen, Darstellung von komplexen Zahlen

3. Versuch: Eigenschaften von Matrizen, spezielle MATLAB-Befehle für die lineare Algebra, lineare Gleichungssysteme und Gauß'sche Elimination, Eigenwerte und Eigenvektoren
4. Versuch: Polynome in MATLAB, Horner-Schema, Nullstellensuche und numerische Suchverfahren, Polynomapproximation, Methode der kleinsten Quadrate
5. Versuch: symbolisches Rechnen mit MATLAB, symbolisches Rechnen mit Matrizen (Gleichungssysteme), symbolisches Rechnen mit Funktionen (Kurvendiskussion)

Kurs Technisches Zeichnen:
Der Kurs lehrt die geeignete Darstellung und normgerechte Ausführung von Konstruktionszeichnungen vorzugsweise aus den Bereichen Maschinen- und Anlagenbau.

Schwerpunkt:

• Fertigungsgerechte Konstruktion

• Bemaßungsregeln

• Kennzeichnung von Werkstoffen und Oberflächengüten

• Berechnung und Angabe von Toleranzen - Darstellung von Normteilen

• Diagramme

• Fließbilder

• CAD

Lernziele und Kompetenzen:

Software für die Mathematik:
Die Studierenden erlernen anhand ausgewählter, grundlegender Beispiele die Anwendung des "Software-Tools“ Matlab zur Lösung mathematischer bzw. ingenieurwissenschaftlicher Problemstellungen.

Die Studierenden

• unterscheiden die verschiedenen Datentypen in MATLAB und erstellen Variablen für Vektoren bzw. Matrizen; sie wenden die grundlegenden Rechenoperationen auf diese Variablen an.

• erstellen eigene Skriptdateien und entwerfen eigene Funktionen; hierzu verwenden sie u.a. Schleifen, bedingte Anweisungen und Verzweigungen.

• können mathematische Funktionen einer Variablen grafisch ausgeben und Interpolationswerkzeuge anwenden.

• nutzen die Möglichkeiten der dreidimensionalen Darstellung für Funktionen mehrerer Veränderlicher.

• können komplexwertige Problemstellungen, wie sie in der Elektrotechnik üblich sind, visualisieren.

• lösen lineare Gleichungssysteme numerisch mit MATLAB und implementieren dazu eigene Funktionen; sie berechnen die Eigenwerte und Eigenvektoren von Matrizen; sie nutzen den Satz von Cayley-Hamilton für die effiziente Berechnung von Matrixpotenzen.

• werten Polynome mit MATLAB numerisch aus und implementieren dazu eigene Funktionen; sie nutzen MATLAB für die Berechnung von Produkten und Summen von Polynomen und differenzieren Polynome; sie erstellen eigene Funktionen für die numerische Nullstellensuche und approximieren Funktionen mit Polynomen;

• lösen symbolische Gleichungssysteme mit MATLAB und führen eine Kurvendiskussion mit MATLAB bzw. der zugehörigen "Symbolic MATH Toolbox" durch; sie bestimmen mit MATLAB die Oberfläche und das Volumen von Rotationskörpern.
  

Lern- bzw. Methodenkompetenz

• Die Studierenden benutzen die Online-Hilfe von MATLAB zur Suche nach und zur Klärung der Verwendungsweise von MATLAB-Befehlen. Sie arbeiten sich mittels der bereitgestellten Unterlagen und einführender Literatur zu den mathematischen Themen eigenständig in die behandelte Thematik ein.
  

Selbstkompetenz

• Die Studierenden erkennen die notwendigen reglementierten Abläufe des Praktikums und organisieren ihre Arbeit entsprechend (Pünktlichkeit, Anwesenheitspflicht, Vorbereitung, Dokumentation der Ergebnisse).
  

Sozialkompetenz

• Die Studierenden fertigen in Paaren die geforderte Vorbereitung an und lösen gemeinsam als Paar die Praktikumsaufgaben im Rechnerraum.

• Sie können sich über die gestellten mathematischen/programmiertechnischen Probleme austauschen und die erarbeiteten Lösungen als Kleingruppe den Betreuern präsentieren und erläutern.
  

Kurs Technisches Zeichnen:
Die Studierenden:

• verfügen über grundlegende Kenntnisse der normgerechten Darstellung von Bauteilen und Baugruppen in Konstruktionszeichnungen

• sind mit Zeichnungslesen vertraut

• sind fähig, normgerechte technische Zeichnungen selbständig anzufertigen

• erkennen Maschinenelemente in technischen Zeichnungen

• sind in der Lage, Fließbildern unterschiedlichen Detaillierungsgrades zu verstehen und damit Prozesse der Verfahrenstechnik zu beschreiben
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Energietechnik (Bachelor of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Energietechnik (Bachelor of Science) | Bachelorprüfung | Tools ET)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Übung Technisches Zeichnen (Prüfungsnummer: 20501)

(englischer Titel: Tutorial: Technical Drawing)

Studienleistung, Übungsleistung, Dauer (in Minuten): 90, unbenotet, 2.5 ECTS

weitere Erläuterungen:
Abschlusstestat

Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: WS 2018/2019

1. Prüfer:

Wolfgang Wirth

Studienleistung zu Software für die Mathematik (Prüfungsnummer: 35711)

(englischer Titel: Coursework Achievement: Software for Mathematics)

Studienleistung, Praktikumsleistung, unbenotet, 2.5 ECTS

weitere Erläuterungen:
Es sind 5 Versuche zu absolvieren. Diese sind in den Kursunterlagen beschrieben. Jeder Versuch ist zu Hause schriftlich vorzubereiten, die Vorbereitung wird zu Beginn eines jeden Versuch überprüft und bewertet (ausreichend/nicht ausreichend). Die Ergebnisse eines jeden Versuchsabschnitts sind während der Versuchsdurchführung auf den Versuchsrechnern vorzuhalten und werden zum Abschluss des Versuchs überprüft (ausreichend/nicht ausreichend). Eine schriftliche Dokumentation ist nicht erforderlich. Zum Betehen des Praktikums sind fünf ausreichende Versuchsvorbereitungen und fünf ausreichende Versuchsdurchführungen notwendig.

Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: WS 2018/2019

1. Prüfer:

Clemens Stierstorfer