Suchergebnis: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2022
Maschineningenieurwissenschaften Bachelor  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 2. Semester | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Obligatorische Fächer: Basisprüfung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 401-0262-G0L | Analysis II  | O | 8 KP | 5V + 3U | A. Steiger | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Differential- 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. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Einführung in die mathematischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften, soweit sie die Differential- und Integralrechnung betreffen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Differential- 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. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | U. 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. Eine digitale Version der Teile A, B und C wird zur Verfügung gestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Die Übungsaufgaben und Online-Quizzes sind ein integraler Bestandteil der Lehrveranstaltung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 401-0172-00L | Lineare Algebra II | O | 3 KP | 2V + 1U | N. Hungerbühler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung ist die Fortsetzung von Lineare Algebra I. Die 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. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden sind nach Absolvierung des Kurses in der Lage, lineare Strukturen zu erkennen und entsprechende Probleme der Theorie und der Praxis zu lösen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Lineare Abbildungen, Kern und Bild, Koordinaten und darstellende Matrizen, Koordinatentransformationen, Norm einer Matrix, orthogonale Matrizen, Eigenwerte und Eigenvektoren, algebraische und geometrische Vielfachheit, Eigenbasis, diagonalisierbare Matrizen, symmetrische Matrizen, orthonormale Basen, Konditionszahl, lineare Differentialgleichungen, Jordan-Zerlegung, Singulärwertzerlegung, Beispiele in MATLAB, Anwendungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | * K. Nipp / D. Stoffer, Lineare Algebra, vdf Hochschulverlag, 5. Auflage 2002 * K. Meyberg / P. Vachenauer, Höhere Mathematik 2, Springer 2003 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0502-00L | Mechanik 2: Deformierbare Körper Voraussetzung: 151-0501-00L Mechanik 1: Kinematik und Statik Die Lehrveranstaltung ist nur für die Studierenden der Maschineningenieurwissenschaften, Bauingenieurwissenschaften und Bewegungswissenschaften. Studierende der Bewegungswissenschaften und Sport können "Mechanik 1" und "Mechanik 2" nur als Jahreskurs belegen. | O | 6 KP | 4V + 2U | D. Mohr | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Spannungstensor, Verzerrungen, linearelastische Körper, spezielle Biegung prismatischer Balken, numerische Methoden, allgemeinere Biegeprobleme, Torsion, Arbeit und Deformationsenergie, Energiesätze und -verfahren, Knickung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Für die mechanische Auslegung von Systemen sind die Kenntnisse aus der Kontinuumsmechanik notwendige Voraussetzung. Dazu gehören insbesondere die Begriffe Spannungen, Deformationen, etc. welche an einfachen Systemen sowohl mathematisch sauber wie auch intuitiv verständlich werden. In dieser Vorlesung werden die Voraussetzungen für die Analyse deformierbarer Körper erarbeitet, so dass die Studierenden sie anschliessend in Fächern wie Dimensionen, die näher bei der Anwendung liegen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Spannungstensor, Verzerrungen, linearelastische Körper, spezielle Biegung prismatischer Balken, numerische Methoden, allgemeinere Biegeprobleme, Torsion, Arbeit und Deformationsenergie, Energiesätze und -verfahren, Knickung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Mahir B. Sayir, Jürg Dual, Stephan Kaufmann Ingenieurmechanik 2: Deformierbare Körper, Teubner Verlag | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0712-00L | Werkstoffe und Fertigung II | O | 4 KP | 3V + 1U | K. Wegener | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Kenntnisse über Eigenschaften und Einsatzgebiete von Metallwerkstoffen. Verständnis der Grundlagen der hochpolymeren und keramischen Werkstoffe für Ingenieure, welche mit Werkstofffragen in Konstruktion und Fertigung konfrontiert werden | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Kenntnisse über Eigenschaften und Einsatzgebiete von Metallwerkstoffen. Verständnis der Grundlagen der hochpolymeren und keramischen Werkstoffe für Ingenieure, welche mit Werkstofffragen in Konstruktion und Fertigung konfrontiert werden | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Die Vorlesung beinhaltet zwei Teile: Für metallische Werkstoffe wird das Ermüdungsverhalten sowie Wärmebehandlungsverfahren diskutiert. Es werden physikalische Eigenschaften wie thermische, elektrische und magnetische Eigenschaften behandelt. Wichtige Eisen - und Nichteisenlegierungen werden vorgestellt und deren Einsatzfälle besprochen. Im zweiten Teil der Vorlesung werden der Aufbau und die Eigenschaften der hochpolymeren und keramischen Werkstoffe behandelt. Wichtige Teilgebiete sind der kristalline, nichtkristalline Materialien und der porige Festkörper, das thermisch-mechanische Werkstoffverhalten sowie die probabilistische Bruchmechanik. Neben den mechanischen Eigenschaften werden auch die physikalischen vermittelt. Werkstoffbezogene Grundlagen der Produktionstechnik werden erörtert. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | ja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Setzt voraus: Vorlesung "Werkstoffe & Fertigung I" Leistungskontrolle: Sessionsprüfung; Schriftliche Prüfung in Werkstoffe und Fertigung I und II; Hilfsmittel: Vorlesungsskript "Werkstoffe und Fertigung I+II", 20-seitige Zusammenfassung (10x A4 beidseitig, oder 20x A4 einseitig), Taschenrechner, KEIN Laptop oder Handy. Wiederholung nur in der Prüfungssession nach dem FS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0302-00L | Innovationsprozess | O | 2 KP | 1V + 1U | M. Meboldt, Q. Lohmeyer | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung behandelt die Grundlagen der agilen Produktentwicklung, in welcher Entwicklungsprozesse in Form mehrerer kurzer Sprints strukturiert werden. Die Vorlesung vertieft dabei das relevante Fach- und Methodenwissen für die Umsetzung der kennzeichnenden Kernaktivitäten: Design, Build, Test. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden verstehen das Konzept der agilen Produktentwicklung und kennen die wichtigsten Elemente, um einen Sprint zu planen und durchzuführen. Sie kennen einzelne Methoden zur Lösungsfindung und Lösungsauswahl und können einfache Methoden zur Risiko- und Kostenanalyse anwenden. Die Studierenden können zudem Antriebe und Mechanismen für unterschiedliche Betriebszustände rechnerisch auslegen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | - Agile Produktentwicklung - Kreativitäts- und Auswahlmethoden - Mechanische Mechanismen - Elektromotoren - Gestaltungsprinzipien - Risiko- und Kostenanalyse - Prototyping und Testing - Markt und Innovation | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Die Vorlesungsfolien werden über Ilias bereitgestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Für den Bachelor-Studiengang Maschineningenieurwissenschaften wird Maschinenelemente (HS) zusammen mit Innovationsprozess (FS) geprüft. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 252-0832-00L | Informatik | O | 4 KP | 2V + 2U | R. Sasse, M. Schwerhoff | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung bietet eine Einführung in das Programmieren mit einem Fokus auf systematischem algorithmischem Problemlösen. Lehrsprache ist C++. Es wird keine Programmiererfahrung vorausgesetzt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Primäres Lernziel der Vorlesung ist die Befähigung zum Programmieren mit C++. Studenten beherrschen nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung die Mechanismen zum Erstellen eines Programms, sie kennen die fundamentalen Kontrollstrukturen, Datenstrukturen und verstehen, wie man ein algorithmisches Problem in ein Programm abbildet. Sie haben eine Vorstellung davon, was "hinter den Kulissen" passiert, wenn ein Programm übersetzt und ausgeführt wird. Sekundäre Lernziele der Vorlesung sind das Computer-basierte, algorithmische Denken, Verständnis der Möglichkeiten und der Grenzen der Programmierung und die Vermittlung der Denkart eines Computerwissenschaftlers. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Wir behandeln fundamentale Datentypen, Ausdrücke und Anweisungen, (Grenzen der) Computerarithmetik, Kontrollanweisungen, Funktionen, Felder, zusammengesetzte Strukturen und Zeiger. Im Teil zur Objektorientierung werden Klassen, Vererbung und Polymorphie behandelt, es werden exemplarisch einfache dynamische Datentypen eingeführt. Die Konzepte der Vorlesung werden jeweils durch Algorithmen und Anwendungen motiviert und illustriert. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Ein Skript in englischer Sprache wird semesterbegleitend herausgegeben. Das Skript und die Folien werden auf der Vorlesungshomepage zum Herunterladen bereitgestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Bjarne Stroustrup: Einführung in die Programmierung mit C++, Pearson Studium, 2010 Stephen Prata: C++ Primer Plus, Sixth Edition, Addison Wesley, 2012 Andrew Koenig and Barbara E. Moo: Accelerated C++, Addison-Wesley, 2000. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Weitere Veranstaltungen Basisjahr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0300-00L | Innovationsprojekt | O | 2 KP | 2U | M. Meboldt | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Studierenden durchlaufen einen Produktentwicklungsprozess von der ersten Idee bis zum funktionsfähigen Produkt. Die Teilnehmer lernen eine komplexe Entwicklungsaufgabe im Team (4-5 Pers.) zu bearbeiten, eine gegebene Problemstellung zu strukturieren und Ideen zu generieren und zu bewerten sowie das Entwerfen und Realisieren des Produktes mit anschliessender Verifikation. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden erlernen und erleben die Grundlagen der Produktentwicklung. Im Vordergrund steht neben dem Erwerb von entwicklungsmethodischen Kompetenzen vor allem die Zusammenarbeit im Team. Es wird vermittelt, wie eine komplexe Entwicklungszielsetzung strukturiert und im Team erreicht wird. Die Teilnehmern beherrschen am Ende die Grundlagen von Entwicklungsprozessen und entwicklungsmethodischen Werkzeugen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Der erfolgreiche Abschluss des Projektes ist Testatbedingung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ingenieur-Tools Die Ingenieur-Tools-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 252-0861-00L | Ingenieur-Tool: Einführung in die C++ Programmierung Die Ingenieur-Tool-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende. | O | 0.4 KP | 1K | R. Sasse | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Veranstaltung bietet eine Einführung in die Programmierung mit C++ mit Hilfe eines interaktiven Tutorials. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnisaufbau für grundlegende Konzepte der imperativen Programmierung. Erste einfache Programme lesen und schreiben können. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Dieser Kurs wird Sie in die Grundlagen des Programmierens einführen. Programmieren bedeutet, einem Computer eine Abfolge von Befehlen zu geben, so dass er genau das tut, was Sie wollen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Belegung der Lerneinheit nur möglich, wenn das Programmierprojekt bearbeitet und abgegeben wird. Wird im Falle einer Belegung das Programmierprojekt nicht abgegeben, so wird die Lerneinheit als nicht bestanden bewertet («Abbruch»). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Semester | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Obligatorische Fächer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Prüfungsblock 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 402-0034-10L | Physik II | O | 4 KP | 2V + 2U | L. Gallmann | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Zweisemestrige 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. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Ziel der Vorlesung ist die Förderung des wissenschaftlichen Denkens, und das Verständnis von physikalischen Konzepten und Phänomenen, welche der modernen Technik zugrundeliegen. Gleichzeitig soll ein Überblick über die Themen der klassischen und modernen Physik vermittelt werden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Einfuehrung in die Quantenphysik, Absorption und Emission, Festkoerper, Halbleiter. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Notizen zum Unterricht werden verteilt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Paul A. Tipler, Gene Mosca Physik: für Studierende der Naturwissenschaften und Technik Springer Spektrum, Springer-Verlag GmbH, 2019, 1500 Seiten, ca. 80 Euro. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Testatbedingung: Keine | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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| 227-0075-00L | Elektrotechnik I | O | 3 KP | 2V + 2U | J. Leuthold | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Grundlagenvorlesung im Fachgebiet Elektrotechnik mit folgenden Themen: Konzepte von Spannung und Strom; Analyse von Gleich- und Wechselstromnetzwerken; Serie- und Parallelschaltungen von (komplexen) Widerstandsnetzwerken; Kirchhoff'sche Gesetze und andere Netzwerktheoreme; Transiente Vorgänge; Grundlagen elektrischer und magnetischer Felder; | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Das Verständnis für grundlegende Konzepte der Elektrotechnik, im Speziellen der Schaltungstheorie soll gefördert werden. Der/die erfolgreiche Student/in kennt am Ende die Grundelemente elektrischer Schaltungen und beherrscht die Grundgesetze und -theoreme zur Bestimmung von Spannungen und Strömen in einer Schaltung mit solchen Elementen. Er/sie kann auch grundlegende Schaltungsberechnungen durchführen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Diese Vorlesung vermittelt Grundlagenkenntnisse im Fachgebiet Elektrotechnik. Ausgehend von den grundlegenden Konzepten der Spannung und des Stroms wird die Analyse von Netzwerken bei Gleich- und Wechselstrom behandelt. Dabie werden folgende Themen behandelt: Kapitel 1 Das elektrostatische Feld Kapitel 2 Das stationäre elektrische Strömungsfeld Kapitel 3 Einfache elektrische Netzwerke Kapitel 4 Halbleiterbauelemente (Dioden, der Transistor) Kapitel 5 Das stationäre Magnetfeld Kapitel 6 Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld Kapitel 7 Der Übergang zu den zeitabhängigen Strom- und Spannungsformen Kapitel 8 Wechselspannung und Wechselstrom | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Die Vorlesungsfolien werden auf Moodle bereitgestellt. Als ausführliches Skript wird das Buch "Manfred Albach. Elektrotechnik, Person Verlag, Ausgabe vom 1.8.2011" empfohlen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Für das weitergehende Studium werden in der Vorlesung verschiedene Bücher vorgestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0102-00L | Fluiddynamik I | O | 6 KP | 4V + 2U | T. Rösgen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Es wird eine Einführung in die physikalischen und mathematischen Grundlagen der Fluiddynamik geboten. Themengebiete sind u.a. Dimensionsanalyse, integrale und differentielle Erhaltungsgleichungen, reibungsfreie und -behaftete Strömungen, Navier-Stokes Gleichungen, Grenzschichten, turbulente Rohrströmung. Elementare Lösungen und Beipiele werden päsentiert. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Einführung in die physikalischen und mathematischen Grundlagen der Fluiddynamik. Vertrautmachen mit den Grundbegriffen, Anwendungen auf einfache Probleme. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Phänomene, Anwendungen, Grundfragen Dimensionsanalyse und Ähnlichkeit; Kinematische Beschreibung; Erhaltungssätze (Masse, Impuls, Energie), integrale und differentielle Formulierungen; Reibungsfreie Strömungen: Euler-Gleichungen, Stromfadentheorie, Satz von Bernoulli; Reibungsbehaftete Strömungen: Navier-Stokes-Gleichungen; Grenzschichten; Turbulenz | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Ein Skript (erweiterte Formelsammlung) zur Vorlesung wird elektronisch zur Verfügung gestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Empfohlenes Buch: Fluid Mechanics, Kundu & Cohen & Dowling, 6th ed., Academic Press / Elsevier (2015). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Physik, Analysis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0052-00L | Thermodynamik II | O | 4 KP | 2V + 2U | A. Bardow, N. Noiray | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Einführung in die Thermodynamik von reaktiven Systemen und in die Wärmeübertragung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Einführung in die Theorie und in die Grundlagen der technischen Thermodynamik. Schwerpunkt: Chemische Thermodynamik und Wärmeübertragung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik für chemisch reaktive Systeme, chemische Exergie, Brennstoffzellen und kinetische Gastheorie. Allgemeine Betrachtungen, Mechanismen der Wärmeübertragung. Einführung der Wärmeleitung. Stationäre eindimensionale Wärmeleitung. Stationäre zweidimensionale Wärmeleitung. Instationäre Leitung. Konvektion. Erzwungene Konvektion - umströmte und durchströmte Körper. Natürliche Konvektion. Verdampfung (Sieden) und Kondensation. Wärmestrahlung. Kombinierte Arten der Wärmeübertragung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Folien und Vorlesungsunterlagen in Deutsch. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | F.P. Incropera, D.P. DeWitt, T.L. Bergman, and A.S. Lavine, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 6th edition, 2006. M.J. Moran, H.N. Shapiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamics, John Wiley & Sons, 2007. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wahlfächer | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0304-00L | Dimensionieren II | W | 4 KP | 4G | K. Wegener | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Dimensionieren (Festigkeitsrechnung) von Bauteilen und Maschinenelementen. Welle-Nabeverbindung, Schweiss- und Lötverbindungen, Federn, Schrauben, Wälz - und Gleitlager, Getriebe, Verzahnungen, Kupplungen und Bremsen sowie deren praktische Anwendung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Die Studierenden erweitern in dieser Lehrveranstaltung ihr Wissen über das Dimensionieren von Bauteilen und Maschinen-Elementen. Es wird grossen Wert auf die Anwendung des Wissens zum Aufbau einer Handlungskompetenz gelegt. Die Studierenden sollen in der Lage sein, selbständig Einsatzfälle aufgrund von verschiedenen Randbedingungen, Funktions - und Festigkeitsberechnungen zu entscheiden. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Es werden die Maschinen-Elemente Löt - und Schweissverbindungen, Federn, Welle-Nabeverbindung, Getriebe, Verzahnungen und Kupplungen behandelt. Zu allen Maschinenelementen wird deren Funktionsweise und Einsatz bzw. Anwendungsgrenzen sowie die Auslegung behandelt. In den Übungen werden praktische Anwendungsfälle z.T. gemeinsam z.T. eigenständig gelöst. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Script vorhanden. Kosten: SFr. 40.- | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Grundlagen der Produkt-Entwicklung Dimensionieren 1 Kredit-Bedingungen/ Prüfung: Innerhalb der Lehrveranstaltung dimensionieren die Studierenden einige Beispiele selbständig. Das Lehrfach wird in der darauffolgenden Prüfungssession geprüft. Kredite werden erteilt, wenn die Prüfung bestanden ist. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0431-00L | Models, Algorithms and Data: Introduction to Computing | W | 4 KP | 2V + 1U | J. H. Walther, G. Arampatzis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Fundamental Computational Methods for data analysis, modeling and simulation relevant to Engineering applications. The course emphasizes the implementation of these methods in Python with application examples drawn from Engineering applications | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | The course aims to introduce Engineering students to fundamentals of Interpolation, Solution of non-linear equations, Filtering and Numerical Integration as well as the use of novel methods such as Machine Learning and Bayesian Uncertainty Quantification. The course aims to integrate numerical methods with enhancing the students' programming skills. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | https://www.cse-lab.ethz.ch/teaching/mad_fs22/ Lecture Notes | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | 1. Introduction to Applied Mathematics, G. Strang 2. Analysis of Numerical Methods, Isaacson and Keller | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | A course on the interface of classical (first principle) and Data driven models in computing. Fundamental algorithms for inference, approximation and optimisation. Bridging the gap of Computational and Data sciences. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0590-00L | Regelungstechnik II | W | 4 KP | 2V + 2U | L. Guzzella | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | SISO-Regelung: Reglerauslegung (PID, Kaskaden, Prädiktoren, numerische Methoden), Kompensation von Nichtlinearitäten, Reglerrealisierung. MIMO-Regelung: Auslegung von Reglern mit Zustandsrückführung, Zustandsbeobachtern und beobachterbasierten Reglern im Zeitbereich, insbesondere LQR und LQG Ansätze. Robustheitsanalyse und Ansätze zur Robustheitssteigerung. Reglerentwurf im Frequenzbereich. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Teil I: Die Studierenden sind in der Lage, leistungsfähige SISO Regler zu entwerfen und zu implementieren und die wichtigsten Nichtlinearitäten zu kompensieren. Teil II: Die Studierenden verstehen den Übergang von SISO zu MIMO Regelsystemen und beherrschen die wichtigsten Analyse- und Syntheseverfahren für MIMO Regelkreise. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Teil I: Leistungsfähigere Auslegungsmethoden für SISO Regler (PID, Kaskaden, Prädiktoren, numerische Verfahren). Kompensation der wichtigsten Nichtlinearitäten. Reglerrealisierung mit analogen und digitalen Elementen. Teil II: Erweiterung der SISO Grundideen (Zeit- und Frequenzbereich, Steuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Eigenwerte, Pole, Nullstellen, Frequenzgänge, etc.) auf MIMO Systeme. Entwurf von Reglern im Zeitbereich mit Zustandsrückführung, insbesondere LQR-Ansätze. Entwurf von Zustandsbeobachtern und beobachterbasierte Regler mit Ausgangsrückführung, insbesondere LQG-Ansätze. Analyse der Robustheit vom MIMO Regelkreisen und Ansätze zur Robustheitssteigerung. Ausblick auf Entwurf von Reglern im Frequenzbereich. Vertiefung des Stoffs anhand diverser Fallstudien. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Skript zu Regelungstechnik II. Teile aus Analysis and Synthesis of Single-Input Single-Output Control Systems, Lino Guzzella, vdf Hochschulverlag. Zusätzlich werden die Folien der Vorlesung online gestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | - Analysis and Synthesis of Single-Input Single-Output Control Systems, Lino Guzzella, vdf Hochschulverlag. - S. Skogestad and I. Postlethwaite. Multivariable Feedback Control, Analysis and design, 2nd ed. John Wiley and Sons. - K. Zhou with J. C. Doyle. Essentials of Robust Control. Prentice Hall. - Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers Karl J. Åström and Richard M. Murray | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Kenntnisse der klassischen Steuerungstheorie (z.B. aus dem Kurs "151-0591-00 - Regelungstechnik I"). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0700-00L | Fertigungstechnik | W | 4 KP | 2V + 2U | K. Wegener | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Grundbegriffe der Produktionstechnik, Umformen, Spanen, Laserbearbeitung, Mechatronik im Produktionsmaschinenbau, Qualitätssicherung Prozesskettenplanung. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | - Kenntnis fertigungstechnischer Grundbegriffe - Grundkenntnisse einiger Verfahren, deren Funktionsweise und Auslegung (Umformtechnik, Trennende Verfahren, Lasertechnik) - Wissen um produktdefinierende Eigenschaften und Anwendungsgrenzen - im Wettbewerb der Verfahren die richtigen Entscheidungen treffen, - Vorgehen zur Prozesskettenplanung - Grundkenntnisse zur Qualitätssicherung | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Erläuterung produktionstechnischer Grundbegriffe und Einblick in die Funktionsweise eines Fertigungsbetriebs. Vorgestellt werden in unterschiedlicher Tiefe umformende und trennende Fertigungsverfahren, sowie die Laserbearbeitung (schweissen und schneiden), deren Auslegung, produktdefinierende Eigenschaften und Anwendungsgrenzen sowie die zugehörigen Fertigungsmittel. Behandelt werden weiter Grundbegriffe der industriellen Messtechnik und mechatronische Konzepte im Werkzeugmaschinenbau. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Ja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Herbert Fritz, Günter Schulze (Hrsg.) Fertigungstechnik. 6. Aufl. Springer Verlag 2003 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Es ist eine Exkursion zu einem oder zwei fertigungstechnischen Betrieben geplant | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 151-0966-00L | Introduction to Quantum Mechanics for Engineers | W | 4 KP | 2V + 2U | D. J. Norris | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course provides fundamental knowledge in the principles of quantum mechanics and connects it to applications in engineering. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | To work effectively in many areas of modern engineering, such as renewable energy and nanotechnology, students must possess a basic understanding of quantum mechanics. The aim of this course is to provide this knowledge while making connections to applications of relevancy to engineers. After completing this course, students will understand the basic postulates of quantum mechanics and be able to apply mathematical methods for solving various problems including atoms, molecules, and solids. Additional examples from engineering disciplines will also be integrated. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Fundamentals of Quantum Mechanics - Historical Perspective - Schrödinger Equation - Postulates of Quantum Mechanics - Operators - Harmonic Oscillator - Hydrogen atom - Multielectron Atoms - Crystalline Systems - Spectroscopy - Approximation Methods - Applications in Engineering | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Class Notes and Handouts | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Text: David J. Griffiths and Darrell F. Schroeter, Introduction to Quantum Mechanics, 3rd Edition, Cambridge University Press. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Analysis III, Mechanics III, Physics I, Linear Algebra II | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 327-3002-00L | Materials for Mechanical Engineers | W | 4 KP | 2V + 1U | R. Spolenak, A. R. Studart, R. Style | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course provides a basic foundation in materials science for mechanical engineers. Students learns how to select the right material for the application at hand. In addition, the appropriate processing-microstructure-property relationship will lead to the fundamental understanding of concepts that determines the mechanical and functional properties. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | At the end of the course, the student will able to: • choose the appropriate material for mechanical engineering applications • find the optimal compromise between materials property, cost and ecological impact • understand the most important concepts that allow for the tuning of mechanical and functional properties of materials | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Block A: Materials Selection • Principles of Materials Selection • Introduction to the Cambridge Engineering Selector • Cost optimization and penalty functions • Ecoselection Block B: Mechanical properties across materials classes • Young's modulus from 1 Pa to 1 TPa • Failure: yield strength, toughness, fracture toughness, and fracture energy • Strategies to toughen materials from gels to metals. Block C: Structural Light Weight Materials • Aluminum and magnesium alloys • Engineering and fiber-reinforced polymers Block D: Structural Materials in the Body • Strength, stiffness and wear resistance • Processing, structure and properties of load-bearing implants Block E: Structural High Temperature Materials • Superalloys and refractory metals • Structural high-temperature ceramics Block F: Materials for Sensors • Semiconductors • Piezoelectrica Block G: Dissipative dynamics and bonding • Frequency dependent materials properties (from rheology of soft materials to vibration damping in structural materials) • Adhesion energy and contact mechanics • Peeling and delamination Block H: Materials for 3D Printing • Deposition methods and their consequences for materials (deposition by sintering, direct ink writing, fused deposition modeling, stereolithography) • Additive manufacturing of structural and active Materials | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | • Kalpakjian, Schmid, Werner, Werkstofftechnik • Ashby, Materials Selection in Mechanical Design • Meyers, Chawla, Mechanical Behavior of Materials • Rösler, Harders, Bäker, Mechanisches Verhalten der Werkstoffe | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 626-0012-00L | Bioengineering Für die Fokus-Vertiefung Biomedizinische Technik ist die Wahl dieses Wahlfaches dringend empfohlen. | W | 4 KP | 3G | S. Panke, J. G. Snedeker | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Einführung in die Biologie für Ingenieure: Grundlagen der Biochemie, des zellulären Metabolismus (Prinzipien von Energie- und Stofftransfer in zellulären Systemen), der Zellbiologie (Struktur und Zusammensetzung von Zellen), von Transportvorgängen über Zellmembranen, Wachstum, Zellreproduktion); zelluläre und molekulare Biophysik, quantitative Methoden in Bio- und biomedizinischem Engineering | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Studenten, die bereits über die Grundlagen in den Ingenieurswissenschaften verfügen werden breit in die Grundlagen in den Bereichen Biologie und Biochemie eingeführt. Der Fokus wird dabei auf solchen Aspekten liegen, die relevant für R&D Projekt in den Bereichen Biotechnologie, Bioverfahrenstechnik und biomedizinische Technik sind. Technisch nutzbare Aspekte von Biologie und Biochemie werden angesprochen, um das grundlegende Verständnis und Vokabular für die Kommunikation mit Biologen und Biotechnologen zu ermöglichen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Grundlagen der Biochemie, des zellulären Metabolismus (Prinzipien von Energie- und Stofftransfer in zellulären Systemen), der Zellbiologie (Struktur und Zusammensetzung von Zellen, Transportvorgänge über Zellmembranen hinweg, Wachstum, Zellreproduktion), Biotechnologie und die Einführung quantitativer Methoden für die Biotechnologie und das biomedizinische Ingenieurwesen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Die Präsentationen in den Vorlesungen werden auf Moodle zur Verfügung gestellt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | NA Campbell, JB Reece : Biology, Oxford University Press; B. Alberts et al : Molecular Biology of the Cell , Garland Science; J. Koolman , Roehm KH : Color Atlas of Biochemistry, Thieme-Verlag.; CR Jacobs, H Huang, RY Kwon: Introduction to Cell Mechanics and Mechanobiology, Garland Science; | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ingenieur-Tools Die Ingenieur-Tools-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 252-0862-00L | Engineering Tool: Modelling Die Ingenieur-Tool-Kurse sind ausschliesslich für MAVT-Bachelor-Studierende. | W+ | 0.4 KP | 1K | M. Schwerhoff | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | This course provides an introduction to modelling, i.e. the representation of real-world entities and systems in computer programs. Basic modelling techniques will be introduced and illustrated, and students will apply these techniques in small projects, by modelling parts of systems such as a lift or a railway network. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Students develop an intuition for modelling the essential aspects of simple applications from their field. They learn how to transform such a model into a computer program. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Lecture Series Informatik 252-0832-00L or equivalent knowledge in programming with C++. Engineering Tool: Advanced Programming with C++ is recommended, but not mandatory. Work on a programming project. Course can only be taken if the programming project is executed and submitted. If no solution to the programming project is submitted, the course is considered failed ("drop out"). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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