Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2016

Maschineningenieurwissenschaften Bachelor Information
1. Semester
Die Anmeldung für die Übungsstunden erfolgt über die Applikation https://echo.ethz.ch/ mit Ihrem nETHz Login (Benutzername, Passwort).
Obligatorische Fächer: Basisprüfung
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
401-0261-G0LAnalysis IO8 KP5V + 3UA. Steiger
KurzbeschreibungDifferential- und Integralrechnung von Funktionen einer und mehrerer Variablen; Vektoranalysis; gewöhnliche Differentialgleichungen erster und höherer Ordnung, Differentialgleichungssysteme; Potenzreihen. In jedem Teilbereich eine grosse Anzahl von Anwendungsbeispielen aus Mechanik, Physik und anderen Lehrgebieten des Ingenieurstudiums.
LernzielEinführung in die mathematischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften, soweit sie die Differential- und Integralrechnung betreffen.
LiteraturU. Stammbach: Analysis I/II, Teil A, B, C und Aufgabensammlung

Die Vorlesung folgt dem Skript von Prof. U. Stammbach. Die vier Bände sind im Gesamtpaket zum Spezialpreis von CHF 75.- nur im ETH Store erhältlich und sehr zu empfehlen. Es findet kein Hörsaalverkauf statt.
Voraussetzungen / BesonderesDie Übungsaufgaben (inkl. Multiple Choice) sind ein wichtiger Bestandteil der Lehrveranstaltung. Es wird erwartet, dass Sie mindestens 75% der wöchentlichen Serien bearbeiten und zur Korrektur einreichen.
401-0171-00LLineare Algebra IO3 KP2V + 1UN. Hungerbühler
KurzbeschreibungDie Lineare Algebra ist ein unverzichtbares Werkzeug der Ingenieurmathematik. Die Vorlesung bietet einen Einstieg in die Theorie mit zahlreichen Anwendungen. Die erlernten Begriffe werden in den begleitenden Übungen gefestigt. Die Vorlesung wird als Lineare Algebra II weitergeführt.
LernzielDie Studierenden sind nach Absolvierung des Kurses in der Lage, lineare Strukturen zu erkennen und entsprechende Probleme der Theorie und der Praxis zu lösen.
Inhalt## Übersicht ##

Lineare Gleichungssysteme, Gaußscher Algorithmus, Lösungsraum, Matrizen, LR-Zerlegung, Determinanten, Struktur von Vektorräumen, normierte Vektorräume, Skalarprodukt, Ausgleichsrechnung (Methode der kleinsten Quadrate), QR-Zerlegung, Einführung in MATLAB, Anwendungen

## Semesterverlauf (ohne Gewähr) ##
### Vorlesung 1 ###
- Einführung und Überblick, kurze Geschichte der Linearen Algebra
- Grundfragen an ein LGS
- Lösungsmenge eines LGS
- Äquivalente LGS
- Äquivalenzumformungen bei LGS
- Dreiecksform und Rückwärtseinsetzen
- Grundidee des Gaussschen Eliminationsverfahrens
### Vorlesung 2 ###
- Schreibweisen für LGS
- erweiterte Matrix eines LGS
- Matrixschreibweise
- elementare Zeilenumformungen bei Matrizen
- Gausssches Eliminationsverfahren
### Vorlesung 3 ###
- Zeilenstufenform
- Pivots
- freie Parameter
- Verträglichkeitsbedingungen
- geometrische Interpretation von LGS
- Hessesche Normalform
### Vorlesung 4 ###
- Rang
- Sätze über den Rang und die Lösbarkeit von LGS
- Eindeutigkeit der Lösung
- homogene LGS (HLGS)
- Sätze über HLGS
- Matrizen
- spezielle Matrizen
- transponierte Matrix
- (anti-)symmetrische Matrizen
- Operationen mit Matrizen
### Vorlesung 5 ###
- Einsteinsche Summenkonvention
- Rechenregeln für Matrizen
- Kronecker-Symbol
- Spalten- und Zeilenstruktur und Sätze dazu
- Transpositionsregeln
### Vorlesung 6 ###
- inverse Matrix
- singuläre und reguläre Matrizen
- Gauss-Jordan-Algorithmus
- Sätze zur inversen Matrix
- Beziehung zu LGS
- orthogonale Matrizen
- Givens-Rotation
- Householder-Matrix
### Vorlesung 7 ###
- geometrische Interpretation orthogonaler Matrizen
- Isometrien
- Drehungen und Spiegelungen in der Ebene
- LR-Zerlegung
### Vorlesung 8 ###
- Anwendungen der LR-Zerlegung
- Permutationsmatrizen
- LR-Zerlegung mit Vertauschungen
- Determinanten
- Regel von Sarrus
- Minoren
- Kofaktoren
- Adjunkte
- Entwicklungssatz für Determinanten
### Vorlesung 9 ###
- Sätze zu Determinanten
- Allgemeiner Entwicklungssatz
- Produktsatz für Determinanten
- Blocksatz für Determinanten
- Determinantenberechnung via LR-Zerlegung
- Determinante und Rang
### Vorlesung 10 ###
- Determinanten, Rang und LGS
- Adjunkte und Inverse
- Vektorräume (VR)
- Nullvektor
- komplexe VR
- Beispiele von VR
- Sätze über VR
### Vorlesung 11 ###
- VR von Funktionen
- Unterräume (UR)
### Vorlesung 12 ###
- Weitere Beispiele von VR und UR
- Sätze über UR
- Beziehung zu LGS
- Linearkombinationen (LK)
- aufgespannte UR
- Erzeugendensysteme
- (un-)endlichdimensionale VR
- lineare (Un-)Abhängigkeit
### Vorlesung 13 ###
- geometrische Interpretation von linearer (Un-)Abhängigkeit
- Basis eines VR
- Dimension
- Koordinaten
### Vorlesung 14 ###
- Beispiele zu Koordinaten
- Koordinatenvektor
- lineare Abbildungen
- (geometrische) Beispiele von linearen Abbildungen
- Projektion
- Sampling
- Interpolation
- affin-lineare Abbildungen
- Kontraktionen
- Bild einer linearen Abbildung
- Hutchinson-Operator
- Selbstähnlichkeit und Fraktale
- Barnselys Farn
Literatur* K. Nipp / D. Stoffer, Lineare Algebra, vdf Hochschulverlag, 5. Auflage 2002
* K. Meyberg / P. Vachenauer, Höhere Mathematik 1, Springer 2003
Voraussetzungen / BesonderesDer Besuch und die aktive Teilnahme in den Übungen sind Teil dieser Lehrveranstaltung. Es wird erwartet, dass die Studierenden 3/4 aller Übungsaufgaben sinnvoll bearbeiten und zur Kontrolle abgeben.
151-0501-00LMechanik 1: Kinematik und StatikO5 KP3V + 2UE. Mazza
KurzbeschreibungGrundlagen: Lage eines materiellen Punktes; Geschwindigkeit; Kinematik starrer Körper; Kräfte, Reaktionsprinzip; Leistung
Statik: Kräftegruppen und Momente; Prinzip der virtuellen Leistungen, Ruhelage und Gleichgewicht, Hauptsatz der Statik; Lagerbindungen und Lagerkräfte; Parallele Kräfte und Schwerpunkt; Statik der Systeme; Fachwerke; Reibung; Seilstatik; Beanspruchung in Stabträgern.
LernzielVerständnis der Statik als mechanische Grundlage des Ingenieurwesens sowie ihre Anwendung auf einfache Probleme.
InhaltGrundlagen: Lage eines materiellen Punktes; Geschwindigkeit; Kinematik starrer Körper, Translation, Rotation, Kreiselung, ebene Bewegung; Kräfte, Reaktionsprinzip, innere und äussere Kräfte, verteilte Flächen- und Raumkräfte; Leistung

Statik: Aequivalenz und Reduktion von Kräftegruppen; Ruhe und Gleichgewicht, Hauptsatz der Statik; Lagerbindungen und Lagerkräfte, Lager bei Balkenträgern und Wellen, Vorgehen zur Ermittlung der Lagerkräfte; Parallele Kräfte und Schwerpunkt; Statik der Systeme, Behandlung mit Hauptsatz, mit Prinzip der virtuellen Leistungen, statisch unbestimmte Systeme; Statisch bestimmte Fachwerke, ideale Fachwerke, Pendelstützen, Knotengleichgewicht, räumliche Fachwerke; Reibung, Haftreibung, Gleitreibung, Gelenk und Lagerreibung, Rollreibung; Seilstatik; Beanspruchung in Stabträgern, Querkraft, Normalkraft, Biege- und Torsionsmoment
SkriptÜbungsblätter
LiteraturSayir, M.B., Dual J., Kaufmann S., Ingenieurmechanik 1: Grundlagen und Statik, Teubner
Voraussetzungen / BesonderesSchriftliche Sessionsprüfung in "Mechanik 1" und "Mechanik 2" für D-MAVT-Studierende, Bewegungswissenschaften-Studierende und alle anderen Studierenden, die "Mechanik 1" und "Mechanik 2" nehmen:

1. Teil: 20 Minuten: Keine Hilfsmittel
Gleich anschliessend:
2. Teil: 50 Minuten mit Hilfsmittel: Eine selbstverfasste Formelsammlung von 3 A4-Seiten. Kein Taschenrechner.

Prüfungsinformation für alle Studierende, die den Jahreskurs "Mechanik 1" und "Mechanik 2" belegen: Prüfung "Mechanik 1" in Deutsch: 1. Teil: 20 Min. Gleich anschliessend 2. Teil: 50 Min. Falls sich das Ergebnis der drei Semester-Klausuren verbessernd auf die finale Note auswirkt, so zählen diese zu 30 % zum Schlussergebnis von "Mechanik 1". Die Jahreskursnote setzt sich zusammen aus 45 % "Mechanik 1" und 55 % "Mechanik 2".
151-0711-00LWerkstoffe und Fertigung IO4 KP4GK. Wegener
KurzbeschreibungDie Vorlesung behandelt den Aufbau und die Eigenschaften der metallischen Werkstoffe. Im Mittelpunkt stehen die Teilgebiete mikroskopische Struktur; thermisch aktivierte Vorgänge; Erstarrung; elastische, plastische Verformung, Kriechen. Generell nimmt die Vorlesung auch Bezug auf die Fabrikation, die Verarbeitung und die Anwendung der betreffenden Werkstoffe.
LernzielVerständnis der Grundlagen der metallischen Werkstoffe für Ingenieure, welche mit Werkstofffragen in Konstruktion und Fertigung konfrontiert werden.
InhaltDie Vorlesung behandelt den Aufbau und die Eigenschaften der metallischen Werkstoffe. Im Mittelpunkt stehen die Teilgebiete mikroskopische Struktur als Ideal- und Realstruktur, Legierungskunde, thermisch aktivierte Vorgänge wie z.B. Diffusion, Erholung und Rekristallisation, Erstarrung, elastische und plastische Verformung und Kriechen.
Generell nimmt die Vorlesung auch Bezug auf die Fabrikation, die Verarbeitung und die Anwendung der betreffenden Werkstoffe.
SkriptJa
151-0301-00LMaschinenelementeO2 KP1V + 1UM. Meboldt, Q. Lohmeyer
KurzbeschreibungVorstellung von Maschinenelementen und mechanischen Systemen als Grundlage für die Produktentwicklung. Diskussion von Fallbeispielen zu deren Anwendung in Produkten und Systemen.
LernzielDie Studierenden bekommen einen Überblick über die wichtigsten mechanischen Komponenten (Maschinenelemente), welche im Maschinenbau eingesetzt werden. Anhand von ausgewählten Beispielen wird aufgezeigt, wie diese zu funktionalen Teil- und Gesamtsystemen wie Maschinen, Werkzeugen oder Antrieben zusammengefügt werden können. Gleichzeitig wird ebenfalls die Problematik der Fertigung (fertigungsgerechte Konstruktion) behandelt.
Über die parallel laufenden Vorlesungen/Übungen "Technisches Zeichnen und CAD" wird die konstruktive Umsetzung erarbeitet und vertieft.
Inhalt- Entwicklungsprozess: Kurzüberblick
- Stadien des Planungs- und Konstruktionsprozesses
- Anforderungen an eine Konstruktion und ihre technische Umsetzung
- Materialwahl - Grundlagen einer materialgerechten Konstruktion
- Fertigungsverfahren - Grundlagen einer fertigungsgerechten Konstruktion
- Verbindungen, Sicherungen, Dichtungen
- Maschinen-Standardelemente
- Lager & Führungen
- Getriebe und deren Komponenten
- Antriebe

Die Vorstellung der Maschinenelemente wird durch Fallbeispiele ergänzt und veranschaulicht.
SkriptDie Vorlesungsseiten werden vorab auf der Internetseite des pd|z publiziert.
Voraussetzungen / BesonderesFür den Bachelor-Studiengang Maschineningenieurwissenschaften wird Maschinenelemente (HS) zusammen mit Innovationsprozess (FS) geprüft.
529-0010-00LChemieO3 KP2V + 1UC. Mondelli, A. de Mello
KurzbeschreibungDas ist ein allgemeiner Chemiekurs für 1. Semester Bachelor-Studierende des Departements Maschinenbau und Verfahrenstechnik (D-MAVT)
LernzielDer Kurs hat folgende Ziele:
1)Ein genaues Verständnis der Grundprinzipien der Chemie und ihrer Anwendung zu bilden.
2) Ein Verständnis der atomaren und molekularen Natur von Materie und den chemischen Reaktionen, die ihre Transformationen beschreiben, zu entwickeln.
3) Jene Bereiche zu betonen, welche für einen Ingenieurskontext am relevantesten sind.
InhaltElektronische Struktur von Atomen, chemische Bindungen, molekulare Formen und Bindungslehre, Gase, Thermodynamik, chemische Thermodynamik, chemische Bewegungslehre, Gleichgewichte, Lösungen und intermolekulare Kräfte, Redox und Elektrochemie.
LiteraturDiese Lehrveranstaltung basiert auf "Chemistry the Central Science" von Brown, LeMay, Bursten, Murphy and Woodward. Pearson, 12. Ausgabe (internationale Ausgabe).
Weitere Veranstaltungen Basisjahr
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0321-00LTechnical Drawing and CAD Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Nur für Maschineningenieurwissenschaften BSc.
O4 KP4GK. Shea
KurzbeschreibungGrundlagen des Technisches Zeichnens und des Computer Aided Design (CAD). Einführung in den Produktentstehungsprozess und das Skizzieren, Erstellung und Verständnis technischer Zeichnungen, Erstellung von 3D-Modellen in CAD-Systemen und direkte Fertigung mit Hilfe von Additiven Fertigungsverfahren (3D printing).
LernzielVorlesung und Übung vermitteln die Grundlagen des Technischen Zeichnens und CAD. Nach Bestehen der Lehrveranstaltung sind die Studenten in der Lage, technische Zeichnungen von Bauteilen und Baugruppen sowohl zu erstellen, als auch zu lesen und zu verstehen. Darüber hinaus wird das Erstellen von Modellen von Bauteilen und Baugruppen in ein 3D, feature-based CAD-System, sowie die Verknüpfungen zu Simulation, Produktdatenmanagement und Additiven Fertigungsverfahren gelehrt.
InhaltEinführung in den Produktentstehungsprozess
Skizzieren im Produktentstehungsprozess

Technisches Zeichnen
- Ansichten und Projektionen
- Schnitte
- Notation
- Formelemente
- ISO Normelemente
- Bemassung
- Toleranzen
- Baugruppen
- Dokumentation

CAD
- CAD Grundlagen
- CAD Modelliermethoden
- Skizzenbasierte Modellierung
- Modellieroperationen
- Featurebasierte Modellierung
- Baugruppen
- Ableitung von 2D Zeichnungen von 3D Bauteilen
- Verknüpfung zu Simulation (z.B. Kinematik)
- Verknüpfung zu Varianten- und Produktdatenmanagement (PDM)
- Verknüpfung zu Additiven Fertigungsverfahren (z.B. 3D-Druck)
SkriptDie Vorlesungsfolien und Übungsunterlagen werden auf Moodle zur Verfuegung gestellt: https://moodle-app2.let.ethz.ch/course/index.php?categoryid=56
LiteraturErgänzend zu dem Unterrichtsunterlagen wird die folgende Literatur empfohlen:

TZ
Technisches Zeichnen: selbstständig lernen und effektiv üben
Susanna Labisch und Christian Weber
2008 Vieweg
ISBN: 978-3-8348-0312-2 ;ISBN: 978-3-8348-9451-9 (eBook)
eBook (accessible from the ETH domain): http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-8348-9451-9/page/1

VSM Normen-Auszugs 2010
14. Auflage, ISBN 978-3-03709-049-7
(kann in den Übungen bestellt und gekauft werden)

CAD
Marcel Schmid
CAD mit NX: NX 8
J.Schlembach Fachverlag
ISBN: 978-3-935340-72-4
Voraussetzungen / BesonderesDer Kurs ist in einen Vorlesungs- (1h/Woche) und einen Übungsteil (3h/Woche) aufgeteilt. Die Übungen werden in Übungsgruppen durchgeführt, die maximal 20 Studierende umfassen und von jeweils einem Übungsassistenten betreut werden.

Semesterbeitrag
Für Druck der Übungsunterlagen wird ein obligatorischer Semesterbeitrag erhoben.
Freiwillige Kolloquien Basisjahr
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0501-02LMechanik 1: Kinematik und Statik (Kolloquium)Z0 KP1KE. Mazza
KurzbeschreibungGrundlagen: Lage eines materiellen Punktes; Geschwindigkeit; Kinematik starrer Körper; Kräfte, Reaktionsprinzip; Leistung
Statik: Kräftegruppen und Momente; Prinzip der virtuellen Leistungen, Ruhelage und Gleichgewicht, Hauptsatz der Statik; Lagerbindungen und Lagerkräfte; Parallele Kräfte und Schwerpunkt; Statik der Systeme; Fachwerke; Reibung; Seilstatik; Beanspruchung in Stabträgern.
LernzielVerständnis der mechanischen Grundlagen des Bauingenieurwesens: Statik sowie ihre Anwendung auf einfache Probleme.
InhaltGrundlagen: Lage eines materiellen Punktes; Geschwindigkeit; Kinematik starrer Körper, Translation, Rotation, Kreiselung, ebene Bewegung; Kräfte, Reaktionsprinzip, innere und äussere Kräfte, verteilte Flächen- und Raumkräfte; Leistung

Statik: Aequivalenz und Reduktion von Kräftegruppen; Ruhe und Gleichgewicht, Hauptsatz der Statik; Lagerbindungen und Lagerkräfte, Lager bei Balkenträgern und Wellen, Vorgehen zur Ermittlung der Lagerkräfte; Parallele Kräfte und Schwerpunkt; Statik der Systeme, Behandlung mit Hauptsatz, mit Prinzip der virtuellen Leistungen, statisch unbestimmte Systeme; Statisch bestimmte Fachwerke, ideale Fachwerke, Pendelstützen, Knotengleichgewicht, räumliche Fachwerke; Reibung, Haftreibung, Gleitreibung, Gelenk und Lagerreibung, Rollreibung; Seilstatik; Beanspruchung in Stabträgern, Querkraft, Normalkraft, Biege- und Torsionsmoment
SkriptÜbungsblätter
LiteraturSayir, M.B., Dual J., Kaufmann S., Ingenieurmechanik 1: Grundlagen und Statik, Teubner
3. Semester
Obligatorische Fächer
Prüfungsblock 1
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
401-0363-10LAnalysis IIIO3 KP2V + 1UM. Soner
KurzbeschreibungIntroduction to partial differential equations. Differential equations which are important in applications are classified and solved. Elliptic, parabolic and hyperbolic differential equations are treated. The following mathematical tools are introduced: Laplace transforms, Fourier series, separation of variables, methods of characteristics.
LernzielMathematical treatment of problems in science and engineering. To understand the properties of the different types of partial differential equations.

The first lecture is on Thursday, September 29 13-15 in HG F 7 and video transmitted into HG F 5.

The exercises Sheet are here: Link

The coordinator is Claudio Sibilia (see https://www.math.ethz.ch/the-department/people.html?u=sibiliac)

The first exercise session is on Thursday, September 22 or resp. Friday, September 23. If you would like feedback on your work, please give it to your course assistent or leave it in the box of your course assistant in HG F 27. The due Date is one week later the assignment.

Office hour (Praesenz): Thursday 16-17, NO E 39.
InhaltLaplace Transforms:
- Laplace Transform, Inverse Laplace Transform, Linearity, s-Shifting
- Transforms of Derivatives and Integrals, ODEs
- Unit Step Function, t-Shifting
- Short Impulses, Dirac's Delta Function, Partial Fractions
- Convolution, Integral Equations
- Differentiation and Integration of Transforms

Fourier Series, Integrals and Transforms:
- Fourier Series
- Functions of Any Period p=2L
- Even and Odd Functions, Half-Range Expansions
- Forced Oscillations
- Approximation by Trigonometric Polynomials
- Fourier Integral
- Fourier Cosine and Sine Transform

Partial Differential Equations:
- Basic Concepts
- Modeling: Vibrating String, Wave Equation
- Solution by separation of variables; use of Fourier series
- D'Alembert Solution of Wave Equation, Characteristics
- Heat Equation: Solution by Fourier Series
- Heat Equation: Solutions by Fourier Integrals and Transforms
- Modeling Membrane: Two Dimensional Wave Equation
- Laplacian in Polar Coordinates: Circular Membrane, Fourier-Bessel Series
- Solution of PDEs by Laplace Transform

Download the syllabus: https://polybox.ethz.ch/index.php/s/bu5KY8vWNMOnaAa
SkriptAlessandra Iozzi's Lecture notes: https://polybox.ethz.ch/index.php/s/RcsFm70tWCheSqH

Errata: https://polybox.ethz.ch/index.php/s/VKh86gvQRTwIE0w
LiteraturE. Kreyszig, Advanced Engineering Mathematics, John Wiley & Sons, 9. Auflage, 2011

C. R. Wylie & L. Barrett, Advanced Engineering Mathematics, McGraw-Hill, 6th ed.

G. Felder, Partielle Differenzialgleichungen für Ingenieurinnen und Ingenieure, hypertextuelle Notizen zur Vorlesung Analysis III im WS 2002/2003.

Y. Pinchover, J. Rubinstein, An Introduction to Partial Differential Equations, Cambridge University Press, 2005

For reference/complement of the Analysis I/II courses:

Christian Blatter: Ingenieur-Analysis (Download PDF)
151-0503-00LDynamicsO6 KP4V + 2UG. Haller, P. Tiso
KurzbeschreibungKinematics, dynamics and oscillations: Motion of a single particle - Motion of systems of particles - 2D and 3D motion of rigid bodies Vibrations
LernzielThis course provides Bachelor students of mechanical engineering with fundamental knowledge of kinematics and dynamics of mechanical systems. By studying motion of a single particle, systems of particles and rigid bodies, we introduce essential concepts such as work and energy, equations of motion, and forces and torques. Further topics include stability of equilibria and vibrations. Examples presented in the lectures and weekly exercise lessons help students learn basic techniques that are necessary for advanced courses and work on engineering applications.
Inhalt1. Motion of a single particle || Kinematics: trajectory, velocity, acceleration, inertial frame, moving frames - Forces and torques. Active- and reaction forces. - Linear momentum principle, angular momentum principle, work-energy principle - Equations of motion;
2. Motion of systems of particles || Internal and external forces - Linear momentum principle, angular momentum principle, work-energy principle - Rigid body systems of particles; conservative systems
3. 3D motion of rigid bodies || Kinematics: angular velocity, velocity transport formula, instantaneous center of rotation - Linear momentum principle, angular momentum principle, work-energy principle - Parallel axis theorem. Angular momentum transport formula
4. Vibrations || 1-DOF oscillations: natural frequencies, free-, damped-, and forced response - Multi-DOF oscillations: natural frequencies, normal modes, free-, damped-, and forced response - Estimating natural frequencies and mode shapes - Examples
SkriptHand-written slides will be downloadable after each lecture.
LiteraturTyped course notes from the previous year
Voraussetzungen / BesonderesPlease log in to moodle ( https://moodle-app2.let.ethz.ch/auth/shibboleth/login.php ), search for "Dynamics", and join the course there. All exercises sheets, lecture materials etc. will be uploaded there.
151-0303-00LDimensionieren I Information O3 KP3GP. Hora, K. Wegener
KurzbeschreibungEinführung in das Dimensionieren von Bauteilen und Maschinenelementen bei statischer und dynamischer Beanspruchung.
Festigkeitshypothesen und Bruchkriterien. Elementare Methoden zur Berechnung von Spannungen und Verzerrungen. Betrachtung von Kerbeinflüssen. Festigkeitsnachweise für unterschiedliche Maschinenkomponenten.
LernzielZiel der Vorlesung ist es, die Grundlagen der Festigkeitslehre (Mechanik 2) anzuwenden bzw. zu erweitern.
Die Studierenden lernen sowohl die richtige Wahl des Materials als auch der Geometrie für typische Maschinenelemente wie Tragwerke, Wellen und Achsen, Behälter, Schweissverbindungen, Schrauben usw. zu treffen. Die Festigkeitsnachweise erfolgen sowohl für ruhende als auch wechselnde Beanspruchung.
Inhalt- Theoretische Grundlagen des Dimensionierens
- Beschreibung von spröden und duktilen Materialeigenschaften
- Bauteildimensionierung bei ruhender Beanspruchung
- Kerbwirkung
- Achsen und Wellen
- Ermüdungsfestigkeit
- Flächenpressung
- Rotationssymetrische Körper, Druckbehälter und zylindrische Pressverbände
- Auslegung von lösbaren und nichtlösbaren Verbindungen
SkriptDie Vorlesung stützt sich auf die unter LITERATUR angegebenen Bücher. Die Unterlagen 1) bis 5) können als pdf heruntergeladen werden.
Zusätzliche Unterlagen und Handouts sind im PDF-Format auf unserer Homepage vorhanden.
Literatur1) K.-H. Decker und K. Kabus, Maschinenelemente, München: Carl Hanser Verlag, 2014.
2) H. Wittel, D. Muhs, D. Jannasch und J. Vossiek, Roloff/Matek Maschinenelemente, Berlin: Springer, 2013.
3) B. Schlecht, Maschinenelemente 1: Festigkeit, Wellen, Verbindungen, Federn, Kupplungen, München: Pearson Studium, 2007.
4) M. Meier und P. Ermanni, Dimensionieren 1, Zürich, 2012.
5) H. Haberhauer, F.Bodenstein: Maschinenelemente,Berlin: Springer 2008
6) H.H.Ott: Maschinenkonstruktion, Band II und III, AMIV, 1983
7)«FKM-Richtlinie: Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile; 4. Auflage,» VDMA, Frankfurt am Main, 2002.
151-0051-00LThermodynamik IO4 KP2V + 2UD. Poulikakos
KurzbeschreibungEinführung in die Theorie und in die Grundlagen der technischen Thermodynamik.
LernzielEinführung in die Theorie und in die Grundlagen der technischen Thermodynamik.
Inhalt1. Konzepte und Definitionen
2. Der erste Hauptsatz, der Begriff der Energie und Anwendungen für geschlossene Systeme
3. Eigenschaften reiner kompressibler Substanzen, quasistatische Zustandsänderungen
4. Elemente der kinetischen Gastheorie
5. Der erste Hauptsatz in offenen Systemen - Energieanalyse in einem Kontrollvolumen
6. Der zweite Hauptsatz - Der Begriff der Entropie
7. Nutzbarkeit der Energie - Exergie
8. Thermodynamische Beziehungen für einfache, kompressible Substanzen.
Skriptvorhanden
LiteraturM.J. Moran, H.N Shapiro, D.D. Boettner and M.B. Bailey, Principles of Engineering Thermodynamics, 8th Edition, John Wiley and Sons, 2015.

H.D. Baehr and S. Kabelac, Thermodynamik, 15. Auflage, Springer Verlag, 2012.
151-0591-00LControl Systems IO4 KP2V + 2UE. Frazzoli
KurzbeschreibungAnalyse und Synthese einschleifiger Regelsysteme (SISO). Modellierung und Linearisierung dynamischer Systeme (Zustandsraummodell, Übertragungsfunktion), Stabilität, Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit. Klassische Regelung mit PID-Regler. Nyquist-Kriterium, Loop-shaping mit Leadlag-Elementen.
LernzielGrundbegriffe der Analyse und der Synthese von linearen dynamischen Systemen vermitteln. Grundverständnis der wichtigen transienten Phänomene wecken, Systemgedanke darstellen (input/output, Statik/Dynamik, Serien-/Kreisschaltungen etc.), wichtigste Werkzeuge einführen (Lösung linearer Differentialgleichungen, Laplacetransformation und deren Anwendung, Nyquisttheorem etc.). Einfache Reglersynthesemethoden kennen lernen.
InhaltModellierung und Linearisierung dynamischer Systeme mit einem Ein- und Ausgang. Zustandsraumdarstellung der Modelle. Verhalten linearer Systeme im Zeitbereich und ihre Analyse auf Stabilität (Eigenwerte), Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit. Laplace-Transformation und Analyse des Systems im Frequenzbereich. Übertragungsfunktion des Systems. Einfluss der Pole und Nullstellen der Übertragungsfunktion auf das dynamische Verhalten (Stabilität) des Systems. Harmonische Analyse des Systems durch den Frequenzgang. Stabilitätsanalyse des Regelsystems mit dem Nyquist-Kriterium. Prinzipielle Eigenschaften und Einschränkungen von Regelsystemen. Spezifikationen des Regelsystems. Entwurf von PID-Regler. Loop-shaping und Robustheit des Regelsystems.
SkriptLino Guzzella: Analysis and Synthesis of Single-Input Single-Output Control Systems, 3rd Edition, 2011, vdf Hochschulverlag AG
Voraussetzungen / BesonderesGrundlagenkentnisse der (komplexen) Analysis und der linearen Algebra
Prüfungsblock 2
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
402-0033-10LPhysik IO6 KP4V + 2UW. Wegscheider
KurzbeschreibungZweisemestrige Einfuehrung in die Grundlagen und Denkweise der Physik: Elektrizitaet und Magnetismus, Licht, Wellen, Quantenphysik, Festkoerperphysik, Halbleiter. Vertiefung in ausgewaehlte Themen der modernen Physik von grosser technologischer oder industrieller Bedeutung.
LernzielZiel der Vorlesung ist die Foerderung des wissenschaftlichen Denkens, und das Verstaendnis von physikalischen Konzepten und Phaenomenen, welche der modernen Technik zugrunde liegen. Gleichzeitig soll ein Ueberblick ueber die Themen der klassischen und modernen Physik vermittelt werden.
InhaltElektrische und magnetische Felder, Elekrischer Strom, Magnetismus, Maxwell Gleichungen, Licht, Klassische Optik, Wellen.
SkriptNotizen zum Unterricht werden verteilt.
LiteraturFriedhelm Kuypers
Physik fuer Ingenieure und Naturwissenschaftler
Band 2: Elektrizitaet, Optik, Wellen, 2012, 436 Seiten, ca. 25 Euro.

Paul A. Tipler, Gene Mosca, Michael Basler und Renate Dohmen
Physik für Wissenschaftler und Ingenieure
Spektrum Akademischer Verlag, 2009, 1636 Seiten, ca. 80 Euro.
Ingenieur Tools II
Die Teilnahme an den Ingenieur-Tools-Kursen ist obligatorisch. Bei Abwesenheit werden keine Kreditpunkte gutgeschrieben. Ausnahmen müssen vom Dozenten bewilligt werden.
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0021-00LIngenieur-Tool II: Numerisches Rechnen Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Der Ingenieurtool-Kurs ist ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende.
O0.4 KP1KB. Berisha, P. Hora
KurzbeschreibungEinführung in das numerische Rechnen am Beispiel des Programms MATLAB.
LernzielEinführung in das numerische Rechnen am Beispiel des Programms MATLAB.
InhaltKurzeinführung in die Strukturen des Programms MATLAB; Umgang mit Vektoren und Matrizen; grafische Möglichkeiten mit MATLAB; Differentialrechnung, Integralrechnung, Differentialgleichungen; Programmieren mit MATLAB; Datenanalyse und Statistik; Interpolation und Polynome. Zusätzlich gibt es zwei Arten von Übungen mit Lösungen: Direkte Beispiele zu den einzelnen MATLAB-Befehlen und Beispiele praktischer technischer Probleme, bei denen die Möglichkeiten von MATLAB zusammenfassend gezeigt werden.
SkriptWeb-basierter Selbstunterricht:
http://www.ivp.ethz.ch/studium/vorlesungen.html
Voraussetzungen / BesonderesDer Kurs findet in einem Hörsaal statt und es stehen keine Rechner zur Verfügung. Es wird empfohlen, dass pro zwei Studierenden mindestens ein Laptop mit installiertem Matlab mitgebracht wird.

Installation Matlab:

- es funktionieren alle Versionen
- netzunabhängige Node-Lizenz (z.B. zum Download auf IDES)
- folgende Toolboxes/Features müssen installiert sein: Simulink (wird für RT1 benutzt), Curve Fitting Toolbox, Optimization Toolbox, Symbolic Toolbox, Global Optimization Toolbox
5. Semester
Obligatorische Fächer: Prüfungsblock 3
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0261-00LThermodynamics IIIO3 KP2V + 1UR. S. Abhari, A. Steinfeld
KurzbeschreibungUntersuchung der technischen Anwendungen und Erweiterung der Grundlagen, die in Thermodynamik I und II erarbeitet wurden.
LernzielDas Verständnis und Anwenden von thermodynamischen Prinzipien und Prozessen für Kreisprozesse, die in der Praxis benutzt werden.
InhaltWärmestrahlung, Wärmetauscher, Gasgemische & Psychrometrie, Dampf Prozesse, Gasturbinen Prozesse, Verbrennungsmotoren, Wärmepumpen
151-0103-00LFluiddynamik IIO3 KP2V + 1UP. Jenny
KurzbeschreibungEbene Potentialströmungen: Stromfunktion und Potential, Singularitätenmethode, instationäre Strömung, aerodynamische Begriffe.
Drehungsbehaftete Strömungen: Wirbelstärke und Zirkulation, Wirbeltransportgleichung, Wirbelsätze von Helmholtz und Kelvin.
Kompressible Strömungen: Stromfadentheorie, senkrechter und schiefer Verdichtungsstoss, Laval-Düse, Prandtl-Meyer-Expansion, Reibungseinfluss.
LernzielErweiterung der Grundlagen der Fluiddynamik.
Grundbegriffe, Phänomene und Gesetzmässigkeiten von drehungsfreien, drehungsbehafteten und eindimensionalen kompressiblen Strömungen vermitteln.
InhaltEbene Potentialströmungen: Stromfunktion und Potential, komplexe Darstellung, Singularitätenmethode, instationäre Strömung, aerodynamische Begriffe.
Drehungsbehaftete Strömungen: Wirbelstärke und Zirkulation, Wirbeldynamik und Wirbeltransportgleichung, Wirbelsätze von Helmholtz und Kelvin.
Kompressible Strömungen: Stromfadentheorie, senkrechter und schiefer Verdichtungsstoss, Laval-Düse, Prandtl-Meyer-Expansion, Reibungseinfluss.
Skriptja
(Siehe auch untenstehende Information betreffend der Literatur.)
LiteraturP.K. Kundu, I.M. Cohen, D.R. Dowling: Fluid Mechanics, Academic Press, 5th ed., 2011 (includes a free copy of the DVD "Multimedia Fluid Mechanics")

P.K. Kundu, I.M. Cohen, D.R. Dowling: Fluid Mechanics, Academic Press, 6th ed., 2015 (does NOT include a free copy of the DVD "Multimedia Fluid Mechanics")
Voraussetzungen / BesonderesAnalysis I/II, Fluiddynamik I, Grundbegriffe der Thermodynamik (Thermodynamik I).

Für die Formulierung der Grundlagen der Fluiddynamik werden unabdingbar Begriffe und Ergebnisse aus der Mathematik benötigt. Erfahrungsgemäss haben einige Studierende damit Schwierigkeiten.
Es wird daher dringend empfohlen, insbesondere den Stoff über
- elementare Funktionen (wie sin, cos, tan, exp, deren Umkehrfunktionen, Ableitungen und Integrale) sowie über
- Vektoranalysis (Gradient, Divergenz, Rotation, Linienintegral ("Arbeit"), Integralsätze von Gauss und von Stokes, Potentialfelder als Lösungen der Laplace-Gleichung) zu wiederholen. Ferner wird der Umgang mit
- komplexen Zahlen und Funktionen (siehe Anhang des Skripts Analysis I/II Teil C und Zusammenfassung im Anhang C des Skripts Fluiddynamik) benötigt.

Literatur z.B.: U. Stammbach: Analysis I/II, Skript Teile A, B und C.
Wahlfächer
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
151-0917-00LMass TransferW4 KP2V + 2UR. Büchel, S. E. Pratsinis
KurzbeschreibungDiese Vorlesung behandelt Grundlagen der Transportvorgänge, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Stofftransport liegt. Die physikalische Bedeutung der Grundgesetze des Stofftransports wird dargestellt und quantitativ beschrieben. Des weiteren wird die Anwendung dieser Prinzipien am Beispiel relevanter ingenieurtechnischer Problemstellungen aufgezeigt.
LernzielDiese Vorlesung behandelt Grundlagen der Transportvorgänge, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Stofftransport liegt. Die physikalische Bedeutung der Grundgesetze des Stofftransports wird dargestellt und quantitativ beschrieben. Des weiteren wird die Anwendung dieser Prinzipien am Beispiel relevanter ingenieurtechnischer Problemstellungen aufgezeigt.
InhaltFicksche Gesetze; Anwendungen und Bedeutung von Stofftransport; Vergleich von Fickschen Gesetzen mit Newtonschen und Fourierschen Gesetzen; Herleitung des zweiten Fickschen Gesetzes; Diffusion in verdünnten und konzentrierten Lösungen; Rotierende Scheibe; Dispersion; Diffusionskoeffizient, Gasviskosität und Leitfähigkeit (Pr und Sc); Brownsche Bewegung; Stokes-Einstein-Gleichung; Stofftransportkoeffizienten (Nu und Sh-Zahlen); Stoffaustausch über Grenzflächen; Reynolds- und Chilton-Colburn-Analogien für Impuls-, Wärme- und Stofftransport in turbulenten Strömungen; Film-, Penetrations- und Oberflächenerneuerungstheorien; Gleichzeitiger Transport von Stoff und Wärme oder Impuls (Grenzschichten); Homogene und heterogene, reversible und irreversible. Anwendungen Reaktionen; "Diffusionskontrollierte" Reaktionen; Stofftransport und heterogene Reaktion erster Ordnung.
LiteraturCussler, E.L.: "Diffusion", 2nd edition, Cambridge University Press, 1997.
Voraussetzungen / BesonderesEs werden 2 Tests zur Vertiefung des Lernstoffs angeboten. Die Teilnahme ist obligatorisch.
401-0603-00LStochastikW4 KP2V + 1UM. H. Maathuis
KurzbeschreibungDie Vorlesung deckt folgende Themenbereiche ab: Zufallsvariablen, Wahrscheinlichkeit und Wahrscheinlichkeitsverteilungen, gemeinsame und bedingte Wahrscheinlichkeiten und Verteilungen, das Gesetz der Grossen Zahlen, der zentrale Grenzwertsatz, deskriptive Statistik, schliessende Statistik, Statistik bei normalverteilten Daten, Punktschätzungen, und Vergleich zweier Stichproben.
LernzielKenntnis der Grundlagen der Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik.
InhaltEinführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie, einige Grundbegriffe der mathematischen Statistik und Methoden der angewandten Statistik.
SkriptVorlesungsskript
LiteraturVorlesungsskript
151-0573-00LSystemmodellierung Information W4 KP2V + 2UG. Ducard, C. Onder
KurzbeschreibungMethoden der theoretischen und experimentellen Modellbildung für regelungstechnische Zwecke. Modellparametrierung und Parameteridentifikationsmethoden. Analyse von linearen Systemen, Modellskalierung, Linearisierung, Ordnungsreduktion und Balancing. Grundlegende Analysemöglichkeiten für nichtlineare Systeme.
LernzielVermitteln der Grundkenntnisse der Modellbildung in der Regelungstechnik. Analyse und Optimierung linearer und nichtlinearer Systeme. Parameteridentifikation. Erfahrungen sammeln an konkreten Fallstudien.
InhaltMethoden der theoretischen und experimentellen Modellbildung für regelungstechnische Zwecke.

Beispiele: mechatronische, thermodynamische, chemische, fluiddynamische, energie- und verfahrenstechnische Systeme. Modellskalierung, Linearisierung, Ordnungsreduktion und Balancing. Identifikationstechniken (Methode der kleinsten Quadrate).

Fallstudien in der Vorlesung: Lautsprecher, Wasserrakete, geostationäre Satelliten, etc.
SkriptDas Skript in englischer Sprache wird in der ersten Lektion verkauft.
LiteraturEine Literaturliste ist im Skript enthalten.
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