Prof. Dr.-Ing. Uwe Mahn

• Höhere Technische Mechanik
• Festigkeitslehre
• FEM
• Maschinenkonstruktion
• Umformtechnik (Teilgebiete Massivumformung und Umformmaschinen)

• FEM
• Maschinenkonstruktion

• Gestaltung, Festigkeitsbewertung und Schadensanalyse von Sicherheitsbauteilen
• Finite-Elemente-Simulation einschließlich Bruchmechanik, Dynamik und Akustik
• Strömungssimulation mittels Computational Fluid Dynamics (CFD)
• Simulation von Umformprozessen
• Lineare Wälzführungen
• Baugruppen und Konstruktion von Werkzeugmaschinen
• Digitale Produkt- und Prozessentwicklung

• Bauteil- und Schadensanalysen
• FEM- und CFD-Simulationen
• Optimierung von Produkten und Fertigungsprozessen durch Simulation
• Simulation und Weiterentwicklung von Umformprozessen
• Entwicklung und Bewertung neuer Maschinen- und Bauteilkonzepte
• anwendungsorientierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte in Kooperation mit Unternehmen

Das Modul FEM hat das Ziel Fach- und Methodenkompetenzen im Umgang mit der Methode der Finiten Elemente (FEM) zu vermitteln. Dabei wird auf die bereits vorhandenen Kenntnisse im Bereich Technische Mechanik, Technische Wärmelehre, Festigkeitslehre und CAD aufgebaut. Es werden sowohl theoretische Kenntnisse zur FEM vermittelt als auch der praktische Einsatz an unterschiedlichen technischen Problemstellungen dargestellt. Durch die Lehrveranstaltungen sollen die Studierenden befähigt werden, eigenständig Berechnungsaufgaben mit der FEM planen, durchführen und zielgerichtet auswerten zu können.

• Grundlagen der FEM und Einordnung der FEM in die numerischen Methoden zur Behandlung von Feldproblemen
• Grundfunktionen von FEM-Software, Geometriebasierte Modellierung und Vernetzung, Vernetzungsstrategien (freie und strukturierte Vernetzung)
• Lösung von statischen Dimensionierungsaufgaben mit der FEM
• Vernetzungstechniken und Definition von Randbedingungen, darunter ebene Modellierung räumlicher Probleme (ebener Spannungszustand, ebener Verzerrungszustand, Rotations-symmetrie) sowie Modellierung symmetrischer Probleme
• dynamische Analysen mit der FEM (Modalanalyse, harmonische Analyse, transiente Erregung)
• FE-Berechnungen in der Maschinenakustik
• transiente Temperaturfelder und die damit gekoppelten Verschiebungs- und Spannungsfelder
• nichtlineare Probleme der FEM: Definition von Kontakten und Verbindungen, nichtlineares Werkstoffverhalten insbesondere Plastizität, große Verformungen am Beispiel von Stabilitätsaufgaben

Am Beispiel der Werkzeugmaschinen werden Fachkompetenzen zur konstruktiven Auslegung von Maschinen sowie zur Antriebs-, Gestell- und Führungsdimensionierung entwickelt. Dazu vermittelt das Modul umfangreiche Fachkenntnisse über den konstruktiven Aufbau, die Funktion und die Berechnung von Werkzeugmaschinen unter Beachtung der aktuellen Normen und Standards und bildet Kompetenzen in der messtechnischen Untersuchung von Maschinenelementen heraus.

• Definition einer Maschine, einer Werkzeugmaschine und Einordnung in den Maschinenbau
• Grundfunktionen und Aufbau typischer Werkzeugmaschinen wie Dreh-, Fräs- und Umformmaschinen
• Gestellelemente sowie deren Aufstellung auf dem Fundament sowie Dimensionierung und Gestaltung von Gestellelementen
• Messtechnische Untersuchung der dynamischen Eigenschaften von Maschinengestellen mit Hilfe der experimentellen Modalanalyse
• Einteilung der Maschinenantriebe in Haupt-, Neben- und Hilfsantriebe 
• Auslegung von Werkzeugmaschinenhauptantrieben (Motorenauswahl, Festlegung notwendiger Übersetzungen)
• Hydrostatische, hydrodynamische und Wälzführungen sowie deren Auslegung
• Gestaltung von Werkzeugmaschinenhauptspindeln
• Messtechnische Beurteilung der Genauigkeit von Vorschubantrieben mittels Laserinterferometer
• Aufbau und Konstruktion von Umformmaschinen, speziell Pressen
• Lastenheft, Pflichtenheft und Abnahme von Maschinen