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03.05.2019 News

Innovation im Lerndesign: Erstes virtuelles Labor der HFH macht Finite Elemente verständlich

Fernstudierende des Fachbereichs Technik können von zu Hause aus an Laboren teilnehmen

Darstellung von Kegeln im Virtuellen Finite-Elemente-Labor
Das "Virtuelle Finite-Elemente-Labor" kommt am Fachbereich Technik der HFH zum Einsatz. Hier: Berechnung und Visualisierung der mechanischen Beanspruchungen (inneren Spannungen) am Modell einer Kegelspannbuchse.

Wer an der HFH am Fachbereich Technik studiert, absolviert während des Fernstudiums mehrere Labore – in ihnen werden komplexe technische Aspekte anschaulich vermittelt und direkt erprobt. Meist besuchen die Fernstudierenden dazu Laboreinrichtungen vor Ort, etwa in der Hochschule Heilbronn, mit der die HFH kooperiert. Nun ist am Fachbereich Technik das erste virtuelle Labor gestartet, an dem Studierende online von zuhause aus teilnehmen können.

 
Darstellung von Kolben im Virtuellen Finite-Elemente-Labor

Berechnung und Visualisierung der mechanischen Spannungen und der äußeren Verformungen eines Motorradkolbens.

 

Virtuelles Finite-Elemente-Labor

Mit dem „Virtuellen Finite-Elemente-Labor“ bietet die HFH ihren Studierenden seit diesem Semester erstmals die Möglichkeit, online ein Labor zu besuchen: Sie können die Methoden und Verfahren der Finite-Elemente-Methode (FEM) von zuhause aus studieren und werden dabei durch einen Lehrbeauftragten unterstützt.

Zum Einsatz kommt dabei das an der Uni Bayreuth von Prof. Dr.-Ing. Frank Rieg und seinem Team entwickelte Open-Source-Programm Z88. Die frei verfügbare Software ermöglicht u.a. lineare und nichtlineare statische Analysen, thermische und thermomechanische Analysen sowie Kontakt- und Eigenschwingungsanalysen.

„Unsere Studierenden können mit diesem Online-Angebot praktisch ihren Laborarbeitsplatz nach Hause verlagern und viel Zeit im Studium sparen“, sagt Dr. Christian Malchin, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Fachbereichs, der zusammen mit seinem Kollegen, Diplom-Physiker Sascha Warnecke, für die Modulbetreuung zuständig ist.

 
Darstellung von Spannungen im Virtuellen Finite-Elemente-Labor

Benutzeroberfläche des FE-Analyse-Programms Z88Aurora V5 mit einem fertig berechneten Stehlager.

 

Finite-Elemente-Methode eignet sich für Online-Lehre

Die Finite-Elemente-Methode ist Studieninhalt in ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen der HFH, das Online-Labor kommt im Masterstudium Wirtschaftsingenieurwesen zum Einsatz.

Die FEM ist ein wichtiger Wissensbaustein in den Ingenieurwissenschaften. Es handelt sich um ein numerisches Verfahren zur Simulation von statischen, dynamischen und thermischen Belastungen an komplexen Bauteilen, das am Computer durchgeführt wird und sich dadurch bestens für den Online-Einsatz eignet.

 

Kontinuierliche Weiterentwicklung des Lerndesigns an der HFH

Der Dekan des Fachbereichs Technik, Prof. Dr. Ronald Deckert, sagt: „Wir treiben an der HFH konsequent Innovationen im Lerndesign voran. Es gilt, die Zukunft digital unterstützten Lernens gut reflektiert und zugleich neugierig und offen zu erkunden. Hierzu laden wir Lernende und Lehrende an der HFH jeden Tag aufs Neue ein.“

Das virtuelle Labor wird gemeinsam durch den Fachbereich Technik und das Virtuelle Studienzentrum der HFH durchgeführt.

 
 

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Dr. rer. nat. Christian Malchin
Alter Teichweg 19
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Prof. Dr. Ronald Deckert
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