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Allgemeine Werkstoffeigenschaften (M2/M3) (M2/M3-MWT-WW1)12.5 ECTS (englische Bezeichnung: Minor Module: General Material Properties (M2/M3))
Modulverantwortliche/r: Mathias Göken Lehrende:
Mathias Göken, WW I Dozenten und Assistenten
Startsemester: |
WS 2016/2017 | Dauer: |
2 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
135 Std. | Eigenstudium: |
240 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften I (WS 2016/2017)
(Vorlesung, 2 SWS, Erik Bitzek et al., Mo, 10:15 - 11:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 24.10.)
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Übungen zu Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften (WS 2016/2017)
(Übung, 2 SWS, Steffen Neumeier et al., Mo, 12:15 - 13:45, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 31.10.)
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Angewandte Grundlagen der Werkstoffwissenschaften 2 (SS 2017)
(Vorlesung, 2 SWS, Mathias Göken, Mi, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5)
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Ermüdungsverhalten von Metallen und Legierungen (SS 2017)
(Vorlesung, 1 SWS, Heinz Werner Höppel, jede 2. Woche Di, 10:30 - 12:00, 3.31, Martensstr. 5; Beginn: 02.05.2017)
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Rastersondenmikroskopie / Nanoindentierung (WS 2016/2017)
(Vorlesung mit Übung, 3 SWS, Benoit Merle et al., Fr, 8:15 - 9:45, 3.31, Martensstr. 5; jede 2. Woche Fr, 14:00 - 15:30, CIP Pool WW; ab 4.11.2016)
Inhalt:
Angewandte Grundlagen I+II, V, 2x2 SWS, 6 ECTS
Im Blickpunkt steht die Beziehung zwischen Mikrostruktur / Aufbau der Werkstoffe und ihren mechanischen Eigenschaften. Hierzu werden grundlegende Verformungs- und Schädigungsmechanismen besprochen und auf technisch relevante Legierungen übertragen.
Die Inhalte im Einzelnen:
Mechanische Eigenschaften (Ein- und Vielkristallverformung, Verformungsmechanismen)
Bruchmechanik (Grundlagen, Anwendungen)
mikrostruktureller und atomarer Aufbau auf unterschiedlichen Längenskalen sowie die daraus ableitbare Eigenschaften)
Verbundwerkstoffe
Simulationstechniken und deren Anwendung
Phasenumwandlungen und Ausscheidungskinetik
Übungen zu Angewandten Grundlagen I+II, 2 SWS, 2 ECTS
Anhand von Übungsaufgaben werden die Vorlesungsinhalte der VL Angewandte Grundlagen vertieft. Themenschwerpunkte:
Simulationstechniken
Verformungsmodelle
Ausscheidungskinetik
Experimentelle Techniken
Bruchmechanik
Rastersondenmikroskopie und Nanoindentierung, V 2 SWS, 3 ECTS, Übung optional: 1 SWS, 1 ECTS
Rastersondenmikroskopie
Experimenteller Aufbau (Rastersondenmikroskop und Sonden)
Rasterkraftmikroskopie (Betriebsmodi)
Rastertunnelmikroskopie (Tunneleffekt und Betriebsprinzip)
Bilddatenverarbeitung
Nanoindentierung
Grundlagen der Härteprüfung
Experimenteller Aufbau eines Nanoindenters
Grundlagen der Kontaktmechanik (Sneddon, Hertz)
Oliver-Pharr Auswertemethode
Fortgeschrittene Methoden zur Bestimmung lokaler mechanischer Eigenschaften (Dehnratenabhängigkeit, Fließspannung, theoretische Festigkeit, Dynamische Charakterisierung)
Ermüdungsverhalten von Metallen und Legierungen, V, 1 SWS, 1,5 ECTS
Grundlagen der Wechselverformung und der Dauerschwingfestigkeit metallischer Werkstoffe
Bedeutung in der Praxis
Durchführung der Ermüdungsversuche
zyklisches Verformungs- und Sättigungsverhalten, zyklisches Gleitverhalten, ermüdungsinduzierte Gefügeänderungen
Bildung und Ausbreitung von Ermüdungsrissen,
Ermüdungslebensdauer
Multiamplitudenbelastung
Weitere spezielle Ermüdungsthemen
Lernziele und Kompetenzen:
- Fachkompetenz
- Evaluieren (Beurteilen)
- Folgende Lernziele werden angestrebt:
Vertieftes Erlernen und Beurteilen des vielfältigen strukturellen Aufbaus der Werkstoffe
Vertiefung des Verständnisses über die Zusammenhänge zwischen der chemischen Zusammensetzung, der Struktur und den Eigenschaften von Werkstoffen
Anwendung der Legierungsthermodynamik und Analysieren von Zustandsdiagrammen
Vertiefung des Wissens zu den mechanischen Eigenschaften und den Härtungsmechanismen
Erschließen und Überprüfen von Struktur-Eigenschaftskorrelationen
Eigenständiges Beurteilen von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen an Beispielen
Verständnis der Vorgänge und Eigenschaften von Werkstoffen auf verschiedenen Größenskalen
Erwerben fundierter Kenntnisse über die Grundlagen zum Aufbau der verschiedenen Werkstoffklassen, Charakterisieren unterschiedlicher Strukutren
Vertieftes Verstehen und Erklären des Zusammenhangs zwischen Aufbau, thermomechanischer Vorgeschichte und Eigenschaften der Werkstoffe
Erlernen, Anwenden, Klassifizieren und Beurteilen von Simulationsmethoden
Vertiefung der erlernten Inhalte durch Übungen; Erlernen und Anwenden von neuen Methoden
Erlernen, Anwenden und Beurteilen von Vorgängen bei zyklischer-Verformung
Verstehen der Grundlagen der Nanomechanik, Anwenden und Beurteilen des Wissens bei entprechenden Praxisbeispielen
- Lern- bzw. Methodenkompetenz
- Aufbau von Methodenkompetenzen in den Bereichen:
Simulationstechniken
Experimentiertechniken
Literatur:
- Vorlesungsskripten
P. Haasen, Physikalische Metallkunde, Springer Verlag
G. Gottstein, Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Spinger Verlag
H.J. Christ, Wechselverformung in Metallen, Springer Verlag,1991
S. Suresh, Fatigue of Materials, Cambridge University Press,1998
Weitere Fachliteratur
Studien-/Prüfungsleistungen:
Wahlfachprüfung M2_WW1 (Prüfungsnummer: 63101)
- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 20, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2017
1. Prüfer: | Heinz Werner Höppel |
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