Modulhandbuch

Anatomie und Technik

Empf. Vorkenntnisse

Kenntnisse der Biomechanik und der Kinematik der Gelenke auf dem Niveau des vorher angebotenen Moduls

Lehrform Seminar
Lernziele

Die Studierenden verstehen die biomechanischen Prinzipien beispielhafter anatomischer Strukturen und können sie anhand vergleichbarer Elemente aus der Technik oder aus anderen Anwendungsbereichen erklären. In Form einer Projektarbeit beschreiben oder bauen, erläutern und analysieren die Studierenden statische und/oder dynamische Modelle. Sie sind in der Lage, biomechanische Prinzipien und anatomische Gegebenheiten mit vergleichbaren Elementen aus der Technik (z. B. Zuggurtungsprinzip am Femur (Tractus iliotibialis) - Baukran) oder aus anderen Bereichen zu verknüpfen und so Zusammenhänge zwischen Anatomie und Technik herzustellen.

Darüber hinaus kennen die Studierenden die Grundlagen und Kriterien wissenschafltichen Schreibens und wenden sie in der Erstellung ihrer Projektarbeiten erstmalig an.

Dauer 1 Semester
SWS 2.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:30 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:120 h
Leistungspunkte und Noten

Präsentation und Referat

ECTS 4.0
Modulverantw.

Remy Guth M.Sc.

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM - Hauptstudium

Veranstaltungen Angewandte Biomechanik II
Art Seminar
Nr. PSO6012
SWS 2.0
Lerninhalt

 

1.      Verhalten von Körperstrukturen auf mechanische Beanspruchung

  • Druck / Zug
  • Biege- und Drehbelastungen
  • Vergleichbare Bedingungen und Situationen in der Technik

2.      Anatomie und Technik im Vergleich

  • Statische und dynamische Modelle

3.      Wissenschaft

  • Definition
  • Kriterien wissenschaftlicher Arbeit
  • Wissenschaftliches Schreiben

4.      Literaturverwaltungsprogramm - Citavi

 

In dem Seminar vertiefen die Studierenden ihre Kenntnisse aus der Vorlesung „Angewandte Biomechanik I" mit Hilfe konkreter Beispiele biomechanischer Belastungen und Konstruktionen sowie deren Entsprechungen in der Technik. Unter Anleitung beginnen die Studierenden mit der Entwicklung statischer oder/und dynamischer Modelle, die in Form einer Projektarbeit fortgeführt werden.

Desweiteren werden die Grundlagen wissenschaftlicher Arbeit bzw. Schreibens vermittelt und in einzelnen Sequenzen praktisch geübt. Darüber hinaus erhalten die Studierenden eine Einführung in das Literaturverwaltungsprogramm Citavi (insbesondere Zitation). Mit Hilfe von Power Point Präsentationen, Arbeitsblättern und Beispielaufgaben sowie -texten lernen die Studierenden wissenschaftliche Texte zu erstellen und anhand definierter Kriterien zu beurteilen.

 

Literatur

Esselborn-Krumbiegel, Helga (2014): Richtig wissenschaftlich schreiben. Wissenschaftssprache in Regeln und Übungen. Ferdinand Schöningh (UTB, 3429 : Schlüsselkompetenzen).

Klein, Paul; Sommerfeld, Peter (2012): Biomechanik der menschlichen Gelenke - Biomechanik der Wirbelsäule. Nachdr. d. Aufl von 2004 in 1 Bd. München: Urban & Fischer in Elsevier.

Kornmeier, Martin (2013): Wissenschaftlich schreiben leicht gemacht. Für Bachelor, Master und Dissertation. 6, aktualisierte und erw. Aufl. Bern [u.a.]: Haupt (UTB, 3154 : Arbeitshilfen).

Kummer, Benno (2005): Biomechanik. Form und Funktion des Bewegungsapparates ; mit 3 Tabellen. Köln: Dt. Ärzte-Verl.

Morree, Jan Jaap de (2013): Dynamik des menschlichen Bindegewebes. Funktion, Schädigung und Wiederherstellung. 2. dt. Aufl. München: Elsevier, Urban & Fischer.

Nachtigall, Werner (2001): Biomechanik. Grundlagen, Beispiele, Übungen. 2., durchges. Aufl. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg.

Richard, Hans Albert; Kullmer, Gunter (2013): Biomechanik. Grundlagen und Anwendungen auf den menschlichen Bewegungsapparat. Wiesbaden: Springer Vieweg (SpringerLink : Bücher).

Schewe, Heidrun (2000): Biomechanik - wie geht das? 18 Tabellen. Stuttgart [u.a.]: Thieme.

Swiss Academic Software GmbH (2015): Citavi - Wissen organisieren. Literaturverwaltung, Wissensorganisation und Aufgabenplanung. Unter Mitarbeit von Peter F. Meurer, Thomas Schempp und Hartmut Steuber. Online verfügbar unter http://www.citavi.de/de/index.html, zuletzt aktualisiert am 09.09.2015, zuletzt geprüft am 13.09.2015.

Voss, Rödiger (2014): Wissenschaftliches Arbeiten. ... leicht verständlich. UVK Verlagsgesellschaft mbH.

 


Bedingungen und Strukturen beruflichen Lernens

Empf. Vorkenntnisse

Präsentationstechniken und Erstellen von wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Niveau Sekundarstufe II

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Laborpraxis ist eine verpflichtende Gruppenleistung im 1. Semester. Sie läuft semesterbegleitend und schließt am Ende der Vorlesungszeit mit einer Präsentation ab. Ziele sind vor allem

  • Kennenlernen der anderen Studierenden, bessere Vernetzung im Semester
  • Teamarbeit lernen
  • Studienrelevante Methoden kennenlernen und anwenden, z. B. Selbst- und Teamorganisation, Projekt- und Zeitmanagement, systematisches und zielorientiertes Arbeiten an einem Thema über einen längeren Zeitraum hinweg, Dokumentationen (Protokolle und Projektberichte), Präsentationen, Kommunikation, Kooperation und Konfliktlösung
  • Hochschule und Fachbereich M+V kennenlernen: Werkstätten, Druckangebot,...
  • Mit Inhalten des Studiengangs Biomechanik beschäftigen, Nutzen einzelner Fächer kennenlernen, Orientierung im Studiengang, Abbrüche durch Orientierungslosigkeit verringern
Dauer 1 Semester
SWS 3.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:45 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:75 h

  • Workload:120 h
Leistungspunkte und Noten

Laborarbeit und Präsentation

ECTS 4.0
Modulverantw.

Prof. Dipl.-Ing. Alfred Isele

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM - Grundstudium

Veranstaltungen Laborpraxis
Art Vorlesung
Nr. M+V6003
SWS 3.0
Lerninhalt

Das Thema lautet: "Lernen Lernen". Erarbeiten, Verstehen und Umsetzen von Informationen. Selbstständiges Recherchieren und Präsentieren, zunächst in Kleingruppen, dann in Anwesenheit des Dozenten und der gesamten Gruppe.

  • Auswählen einer Projektarbeit und selbstständige Recherche zum Thema
  • Umsetzung des Projekts im vorgegebenen Zeitplan udn Budget
  • Erstellen einer Zwischen- und Endpräsentation mit Vorstellung der Ergebnisse (Anwesenheitspflicht)
  • Verfassen eines Projektberichts unter Einhaltung gängiger wissenschaftlicher Vorgaben

 

Literatur
  • 2017-01-17 Tipps für die Ausarbeitung und die Präsentation (pdf), 2017, Dr. König
  • Schriftliche Gestaltung wissenschaftlicher Arbeiten (pdf), 2010, Prof. Zell
  • jeweilige Literatur entsprechend dem bearbeiteten Thema

Biowissenschaften I

Lehrform Vorlesung
Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:150 h

  • Workload:240 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 120 Min.

ECTS 8.0
Modulverantw.

Prof. Dr. biol. hum. Steffen Wolf

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM - Grundstudium

Veranstaltungen Biomechanik, Biologie, Chemie
Art Vorlesung
Nr. M+V6001
SWS 6.0
Lerninhalt

 

Für Chemie:

A) Atome: Aufbau, Isotope, Modelle
B) Periodensystem der Elemente: Perioden und Gruppen, Periodizität der Eigenschaften: Metallcharakter, Ionisierungsenergie, Elektronegativität
C) Kernreaktionen: Radioaktivität: natürliche und künstliche, Zerfallskinetik, Kernreaktionen, Kernspaltung, Kernfusion
D) Chemische Bindung: Atombindung: Einfach-, Doppel-, Dreifachbindung, polare Atombindung, Ionenbindung, Metallbindung, zwischenmolekulare Bindungen
E) Aggregatzustände: Gasförmiger Zustand: ideale u. reale Gase,
Flüssiger Zustand: Verdampfungsprozess, Siede- und Gefrierpunkt,
Fester Zustand: Kristallgitter
F) Thermodynamik, Kinetik chemischer Reaktionen: Energetik chemischer Reaktionen, Aktivierungsenergie, Reaktionsgeschwindigkeit
G) Stöchiometrie: chemische Formeln und Molekulargewicht, Stoffmenge
und Avogadrokonstante, Molvolumen, Reaktionen in Lösung, chemische
Reaktionsgleichungen, stöchiometrische Massenberechnungen
H) Chemisches Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Prinzip vom
kleinsten Zwang
I) Säuren und Basen: Ionenprodukt des Wassers, pH-Wert, Säure- und
baseverhalten, Säure- und Basegleichgewichte: pH-Wert-Berechnungen
J) Redoxreaktionen
K) Elektrochemie: Elektrolyse, Galvanische Zelle, Korrosion
L) Ausgewählte Anwendungsbeispiele

Für Biomechanik:

  • Biomechanische Grundlagen des Bewegungsapparates I
  • Skelettale Implantate I
  • Biomechanik der Frakturheilung und -stabilisierung
  • Biomechanik der Hüfte/-Endoprothetik

Für Biologie:

  • Aspekte der Evolution und Grundlagen der Cytologie: Aufbau und Organisation von Zellen
  • Ausgewählte Beispiele aus der Bionik
  • Biomoleküle: Grundlagen und Aufbau von Lipiden, Kohlenhydraten, Proteinen und Nucleinsäuren
  • Molekulargenetik: DNA-Replikation, Genexpression, Verwendung der Code-Sonne, Mutationen, Erbkrankheiten
  • Enzyme: Grundlagen, Eigenschaften, Wirkungsweisen
  • Stoffwechsel und Energiegewinnung: Zellatmung, Gärungen
  • Muskel- und Nervenzellen: molekularer Aufbau, Krankheitsbilder

 

Literatur

 

Für Chemie:

  • Chemie, C.Mortimer, U. Müller (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 2003)
  • Chemie für Ingenieure, Vinke Angelika und Johannes, Gerolf, (de Gruyter Verlag, 2009)

Für Biomechanik:

  • Richard, H. A.; Kullmer, G.: Grundlagen und Anwendungen auf den menschlichen Bewegungsapparat, Springer Vieweg, 2013
  • Brinckmann, P. et al.: Orthopädische Biomechanik, Monsenstein und Vannerdat, 2012
  • Wintermantel, E.; Ha, S.-W.: Medizintechnik - Life Science Engineering, Springer, 2009
  • Pauwels, F.: Gesammelte Abhandlungen zur funktionellen Anatomie des Bewegungsapparates, 1965
  • Claes, L.: Biomechanik des Hüftgelenks, in L. Claes et al. (Hrsg.), AE-Manual der Endoprothetik, 2012

Für Biologie:

  • Linder Biologie, H. Bayrhuber, U. Kull (Schroedel Diesterweg Verlag, 2005)
  • Purves Biologie, Sadava, D., Orians, G., Heller, H.C., et al., Markl, Jürgen (Hrsg.) (Spektrum Verlag, 2011)

 


Biowissenschaften II

Empf. Vorkenntnisse

Biomechanik I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden können

  • die biomechanischen Prozesse bei der Frakturheilung darstellen
  • die Biomechanik komplexer Gelenke udn Strukturen beschreiben
  • verschiedene Belastungen am Bewegungsapparat berechnen
  • wichtige Aspekte bei der Entwicklung muskuloskelettaler Implantate darstellen
Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 60 Min.

Bionik: ergänzendes Referat als freiwillige Prüfungsleistung möglich

ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr. biol. hum. Steffen Wolf

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM - Grundstudium

Veranstaltungen Biomechanik und Bionik
Art Vorlesung
Nr. M+V6002
SWS 4.0
Lerninhalt

Bionik

Was ist Bionik?

-     Definition

-     Nachhaltigkeit, Ressourcenknappheit

Was ist Leben? 

-     Was macht krank?

-     Was ist gesund?

-     Das Dogma der Biochemie

-     Die Theorie nach Darwin

-     Leben als thermodynamischer Prozess

Rekursive Funktionen

-      Biochemische Prozesse

-      Computerprogramme (Apfelmännchen)

-      Simulationen

-      Fibonacci-Zahlen (Goldener Schnitt)

-      Morphologie

-      Theorie der Bionik

Bionik und Mechanik (Kerbspannungen)

-     Festigkeitslehre

-     Auftreten von Kerbspannungen

-     Computer aided optimization

-     Rekursive Optimierung

-     Bionische Prothesen

Bionik (Beispiele)

-      Bionische Beispiele

-      Bionische Zukunftsvisionen

 

Biomechanik II

  • Biomechanische Grundlagen des Bewegungsapparates II
  • Skelettale Implantate II
  • Biomechanik des Knies / der Knieendoprothetik
  • Biomechanik der Wirbelsäule

 

Literatur

Für Biomechanik:

  • Richard, H. A.; Kullmer, G.: Grundlagen und Anwendungen auf den menschlichen Bewegungsapparat, Springer Vieweg, 2013
  • Brinckmann, P. et al.: Orthopädische Biomechanik, Monsenstein und Vannerdat, 2012
  • Wintermantel, E.; Ha, S.-W.: Medizintechnik - Life Science Engineering, Springer, 2009
  • Wirtz, D.C.: AE-Manual der Endoprothetik, Knie, Springer, 2011

Für Bionik:

Werner Nachtigall, Bionik: Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer, 2. Auflage

Hans Albert Richard, Biomechanik: Grundlagen und Anwendungen auf den menschlichen Bewegungsapparat,  von Taschenbuch EUR 24,99

Werner Nachtigall und Alfred Wisser, Bionik in Beispielen: 250 illustrierte Ansätze, Springer

http://www.bionikzentrum.de/default.asp?navA=bionik&navB=Zwischen+Technik+und+Biologie&navID=81&editable=1

http://bionik.npage.de/bionische-prothetik.html

 

 


Elektrotechnik

Empf. Vorkenntnisse

Erforderliche Vorkenntnisse: Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik.

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden müssen in der Lage sein, grundlegende elektrotechnische Aufgabenstellungen zu lösen. Dazu gehört das Berechnen von Gleich- und Wechselstromkreisen, Leistungen im elektrischen Stromkreis, von Kräften und Energien in Feldern einschließlich der messtechnischen Erfassung der elektrischen Grundgrößen. Die Studierenden sollen die elektrotechnischen Grundlagen auf andere Problemfelder übertragen und anwenden können.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:60 h

  • Workload:120 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 4.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Grit Köhler

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, ES, MA, ME - Grundstudium

Veranstaltungen Elektrotechnik I
Art Vorlesung
Nr. M+V812
SWS 4.0
Lerninhalt
  • ELEKTROTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE
    elektrische Ladung, elektrischer Strom, elektrische Spannung, elektrischer Widerstand, elektrische Leistung, elektrische Energie
  • DER ELEKTRISCHE GLEICHSTROMKREIS
    Netzwerke aus linearen passiven und aktiven Zweipolen, Kirchhoffsche Gesetze, Stromkreisberechnung (Zweigstromanalyse, Maschenstromanalyse, Überlagerungsmethode, Zweipoltheorie), Leistungsumsatz im Stromkreis, Leistungsanpassung
  • DAS ELEKTRISCHE FELD
    Feldbegriff (Quellen- und Wirbelfelder, homogene und inhomogene Felder), elektrisches Feld im Nichtleiter (elektrostatisches Feld und zeitlich veränderliches elektrisches Feld), Verschiebungsfluss und Verschiebungsflussdichte, Verschiebungsstrom, elektrische Influenz, Faradayscher Käfig, Verschiebungs- und Orientierungspolarisation, Kapazität und Kondensatoren, Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren, Energie und Kraftwirkungen im elektrischen Feld
  • DAS MAGNETISCHE FELD
    magnetischer Fluss, magnetische Induktion, magnetische Feldstärke, Materialeinfluss (insbesondere Ferromagnetismus), Durchflutungsgesetz, magnetische Kreise und ihre Berechnung, Analogiebeziehungen zwischen dem elektrischen Strömungsfeld und dem magnetischen Kreis, Analogiebeziehungen zwischen elektrischen und magnetischen Feldern, Ruhe- und Bewegungsinduktion (Lorentzkraft), elektromagnetische Felder, Selbst- und Gegeninduktivität, Induktivität und Spulen, Reihen- und Parallelschaltung von Spulen
  • DER WECHSELSTROMKREIS
    Erzeugung von Wechselspannungen, Wechselgrößen und deren Kennwerte, Leistungen im Wechselstromkreis
  • AUSGEWÄHLTE ANWENDUNGSBEISPIELE

 

 

 

 

 

Literatur
  • Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann (Aula-Verlag Wiesbaden, 2000)
  • Grundlagen der Elektrotechnik zum Selbststudium, Dieter Nelles (VDE-Verlag Berlin Offenbach),     Band 1: Gleichstromkreise (2002), Band 2: Elektrische Felder (2003), Band 3: Magnetische Felder (2003), Band 4: Wechselstromkreise (2003)

Grundlagen der Mathematik I

Empf. Vorkenntnisse

Erforderliche Vorkenntnisse: Schulkenntnisse Mathematik, evtl. Brückenkurs

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungszusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen zu können und konstruktiv damit umgehen zu können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbstständig zu lösen.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:210 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 7.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Harald Wiedemann

Max. Teilnehmer 0
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, MA, ME, ES - Grundstudium

Veranstaltungen Mathematik I
Art Vorlesung
Nr. M+V800
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Wiederholung der Grundlagen
    Zunächst wird das Basiswissen wiederholt (Mengen, Zahlen, Gleichungen und Ungleichungen, Binome, Rechnen mit Brüchen, Potenzen und Logarithmen), Grundlagen der Aussagenlogik
  • Vektoralgebra und analytische Geometrie
    Nach Einführung der Grundbegriffe und Grundlagen werden die Anwendungsmöglichkeiten besprochen und die Anwendung im 3-dimensionalen Raum geübt, der Zusammenhang mit linearen Gleichungssystemen wird dargestellt
  • Funktionen und Kurven
    Anhand wichtiger Funktionen (ganz- und gebrochenrationale Funktionen, Potenz- und Wurzelfunktionen, trigonometrische Funktionen, Exponential- und Logarithmusfunktion, Hyperbelfunktion) wird der Funktionsbegriff und die Darstellung von Funktionen geübt. Den Abschluss bilden Betrachtungen zur Stetigkeit und zum Grenzwert.
  • Differentialrechnung
    Über die Vertiefung des Grenzwertbegriffs wird die Differentialrechnung eingeführt. Die Ableitungsregeln werden an verschiedenen praktischen Beispielen geübt.
  • Folgen und Reihen
    Der Begriff der Folge wird eingeführt, es werden unendliche Reihen, Potenzreihen und die Taylorentwicklung besprochen.
  • Integralrechnung
    Abschluss bildet die Integralrechnung. Bestimmte und unbestimmte Integrale, Ingerationsregeln und -methoden werden besprochen.
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Grundlagen der Mathematik II

Empf. Vorkenntnisse

Erforderliche Vorkenntnisse: Stoff des Moduls Mathematik I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungzusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen zu können und konstruktiv damit umgehen können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbstständig zu lösen.

Durch die bewusste Auswahl an Beispielen und Übungsaufgaben wird der Stoff des Moduls Mathematik I gefestigt.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Harald Wiedemann

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, ES, MA, ME - Grundstudium

Veranstaltungen Mathematik II
Art Vorlesung
Nr. M+V801
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Lineare Algebra
    Nach Einführung von Determinanten und Matrizen wird der Zusammenhang zu linearen Gleichungssystemen hergestellt. Eigenwerte und Eigenvektoren werden besprochen
  • Komplexe Zahl
    Die komplexe Zahl und ihre Darstellungsmöglichkeiten werden diskutiert. Dabei werden die Rechenregeln eingeführt und Möglichkeit der Darstellung der komplexe Funktion einer reellen Veränderlichen als Ortskurve vertieft, ebenso die technischen Anwendungen.
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Die Bedeutung der Differentialgleichung und der technische Unterschied zwischen Anfangs- und Randwertproblem werden erläutert. Lösungsmethoden für Differentialgleichungen 1. Ordnung und 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten werden hergeleitet. Die Lösung von linearen Differentialgleichungen n-ter Ordnung mit konstanten Koeffizienten wird sowohl mit dem Exponentialansatz als auch über die Laplace-Transformation gezeigt
  • Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen
    Den Abschluss bildet die Betrachtung von Funktionen mit mehreren Variablen sowie die Differentiation und Integration dieser Funktione. Substitutionsregeln für Funktionen mehrerer Variabler werden besprochen und auf Koordinatentransformationen angewendet
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Mechanik I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden können

  • mit den Begrifflichkeiten der Statik sicher umgehen
  • Linien-, Flächen und Volumenschwerpunkte bestimmen
  • mechanische Systeme einordnen und in analysierbare Teilsysteme zerlegen
  • die Lösbarkeit von Teilsystemen beurteilen
  • Lagerkräfte und Schnittlasten ermitteln
  • Reibungseinflüsse beurteilen und berücksichtigen
Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Michael Volz

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, ES, MA, ME - Grundstudium

Veranstaltungen Technische Mechanik I
Art Vorlesung
Nr. M+V806
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Einführung, Lehrsätze der Statik
  • Kraftvektoren, Vektorrechnung
  • Gleichgewicht am Punkt
  • Resultierende von Kräftesystemen
  • Gleichgewicht eines starren Körper
  • Fachwerke und Systeme starrer Körper
  • Schnittgrößen
  • Reibung
  • Schwerpunkte
Literatur
  • Hibbeler R. Technische Mechanik 1: Statik. München: Pearson Education. 2006
  • Gross D, Hauger W, Schnell W, et al. Technische Mechanik: Band 1: Statik. Berlin: Springer. 2004
  • Romberg O, Hinrichs N. Keine Panik vor Mechanik!. Wiesbaden: Vieweg. 2006

Mechanik II

Empf. Vorkenntnisse

Erforderliche Grundkenntnisse: Technische Mechanik I, Mathematik I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden können

  • kritische Stellen bezüglich des Versagens von mechanischen Strukturen erkennen
  • Zug/Druck-, Biege- und Schubspannungen in mechanischen Strukturen berechnen
  • Zusammenhänge zwischen Spannungen und Dehnungen/Formänderungen herstellen und den Anwendungsbereich für linear-elastisches Verhalten abstecken
  • die für verschiedene Belastungsfälle (Zug, Druck, Biegung, Torsion und Knickung) begrenzenden Spannungen identifizieren
  • komplexe Belastungssituation als Überlagerung einfacher Belastungsfälle zusammensetzen
  • Spannungen und Verformungen aus Temperaturänderungen ermitteln
  • Spannungstransformationsgleichungen und Mohrschen Spannungskreis anwenden

 

 

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Kachel

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, ES, MA, ME - Grundstudium

Veranstaltungen Technische Mechanik II
Art Vorlesung
Nr. M+V807
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Lineare Elastizitätstheorie (mit Wärmedehnung)
  • Hookesches Gesetz für Normal- und Schubspannungsbeanspruchung
  • Zug und Druck
  • Torsion (rotationssymmetrische Vollquerschnitte, geschlossene dünnwandige Hohlquerschnitte)
  • Biegung
  • Querkraftschub
  • Spannungstransformation, Mohrscher Spannungskreis, (Spannungshypothesen)
  • Knicken
  • Wöchentliche Übungen

 

Literatur
  • Technische Mechanik 2, Festigkeitslehre, Russell C. Hibbeler (Pearson, 2006)
  • Keine Panik vor Mechanik, Romberg, Oliver. Hinrichs, Nikolaus, Wiesbaden, 2008
  • Technische Mechanik 2: Elastostatik, Gross D, Hauger W, Schnell W (Springer, 2000)
  • Technische Mechanik Band 2: Festigkeitslehre, B. Assmann (Oldenbourg, 2003)
  • Technische Mechanik, Band 3: Festigkeitslehre, Holzmann G, Meyer H, Schumpich G (Teubner, 2000)
Tutorium Technische Mechanik II
Art Seminar
Nr. M+V807
SWS 2.0

Physik

Empf. Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik auf dem Niveau der Sekundarstufe. Der Mathematik-Vorkurs wird dringend empfohlen!

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Der Ingenieur der Biomechanik benötigt die physikalischen Grundlagen für das Verständnis der im Studium folgenden Fachvorlesungen und insbesondere für alle technischen Fachgebiete in der Praxis.

Die Studierenden müssen in der Lage sein, grundlegende physikalische Aufgabenstellungen zu lösen. Dazu gehört die Anwendung von Erhaltungssätzen, Bewegungsgleichungen und Ergebnissen der modernen Physik.

In den Vorlesungen Physik I und Physik II werden die physikalischen Zusammenhänge anhand konkreter Beispiele vorgestellt, entwickelt, beschrieben und erläutert und die Anwendung spezieller mathematischer Methoden geübt.

Im Praktikum macht die weitgehend selbst aufgebaute Versuchsanordnung, die auch modernen Apparate zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien, das Zusammenspiel der benutzten Komponenten und ihre Beeinflussbarkeit durch den Experimentator deutlich. In den Versuchen wird die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse eingeübt. Ebenso muss sich der Experimentator mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut machen.

Die Experimente werden in kleinen, betreuten Gruppen bearbeitet. Die Schlüsselkompetenzen Kommunikationsfähigkeit und Teamfähigkeit sowie die Umsetzung theoretischer Grundlagen in praktische Anwendungen werden eingeübt.

Dauer 2 Semester
SWS 8.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:150 h

  • Workload:270 h
Leistungspunkte und Noten

Physik I: Klausurabeit, 90 Min.

Physik II: Klausurarbeit, 60 Min.

Physik-Labor: Laborarbeit

ECTS 9.0
Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1 und 2
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, ES, MA - Grundstudium

Veranstaltungen Physik II
Art Vorlesung
Nr. M+V805
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Schwingungen und Wellen
    Mechanische Schwingungen: freie, gedämpfte und erzwungene Schwingungen, Resonanz
    Eigenschaften mechanischer und akustischer Wellen
  • Optik
    Geometrische Optik: Reflexion und Brechung, optische Instrumente
    Wellenoptik: Interferenz und Beugung
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2014)
Physik I
Art Vorlesung
Nr. M+V804
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Physikalische Größen und mathematische Grundlagen
    Definitionen und Maßeinheiten; eine Auswahl mathematischer Verfahren in der Physik
  • Mechanik
    Kinematik und Dynamik: Grundgesetze der klassischen Mechanik, Mechanik des Massenpunktes, Gravitationskraft und Coulombkraft;
    Arbeit, Energie und Leistung;
    elastischer und inelastischer Stoß;
    Mechanik des starren Körpers, Translation und Rotation;
    Mechanik deformierbarer Körper
  • Wärme
    Wärmeausdehnung;
    1. Hauptsatz der Thermodynamik;
    ideales Gas
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2014)
Physiklabor
Art Labor
Nr. M+V846
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Praktikum wird in einfachen Versuchen die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse geübt und sich mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut gemacht.
Die Experimente werden in kleinen betreuten Gruppen bearbeitet. Am Ende eines jeden Versuchs steht die Anfertigung eines Laborberichts. Dieser beinhaltet neben den theoretischen Grundlagen des Versuchs eine geeignete Darstellung der wichtigsten Ergebnisse inklusive einer Abschätzung der Fehler im Rahmen einer Fehlerrechnung.
Für jeden Versuch ist ein Laborbericht zu erstellen.

Literatur
  • Physikalisches Praktikum, D. Geschke (Teubner, 2001)
  • Praktikum der Physik, W. Walcher (Teubner, 2000)
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)

Propädeutikum Angewandte Biomechanik

Empf. Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele

In diesem Modul setzen sich die Studierenden auf der Grundlage eines biopsychosozialen Gesundheitsverständnisses mit den Aktivitäten eines Menschen in Bezug auf Haltung und Bewegung und den dafür erforderlichen Körperstrukturen und -funktionen auseinander. Sie lernen verschiedene Gesundheits- und Krankheitsmodelle sowie die Klassifikationen der Weltgesundheitsorganisation mit ihren Entwicklungsgeschichten und deren gesundheitspolitische Bedeutung kennen und können anhand von Beispielen Anwendungsmöglichkeiten der ICF und ICD 10 zuordnen.

Die Studierenden befassen sich mit prinzipiellen Aspekten der funktionellen Anatomie sowie der Biomechanik und ergründen die Systematik körpereigener Gewebestrukturen. Mit Hilfe dieser grundlegenden Kenntnisse sind sie am Ende des Moduls in der Lage, am Beispiel eines Extremitätengelenks die Funktionsweise und das biomechanische Zusammenspiel der beteiligten Strukturen zu beschreiben und zu erklären.

 

Dauer 1 Semester
SWS 3.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:45 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:45 h

  • Workload:90 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 3.0
Modulverantw.

Remy Guth M. Sc.

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1
Häufigkeit jedes Semester
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM - Grundstudium

Veranstaltungen Angewandte Biomechanik I
Art Vorlesung
Nr. PSO6010
SWS 2.0
Lerninhalt

Inhalte

1.      Biomechanik der Körperstrukturen

  • Bau und mechanische Eigenschaften verschiedener Gewebetypen und Strukturen (Knochen, Knorpel, Muskeln, Sehnen, Bänder, Gelenkkapseln)
  • Exemplarisch Extremitätengelenk

2.      Kinematik der Gelenke des menschlichen Körpers

  • Gelenkformen (Prototypen) und vergleichbare Elemente in der Technik
  • Osteo- und Arthrokinematik
  • Anguläre und translatorische Bewegungen
  • Exemplarisch Extremitätengelenk

 

Lehrform

In der Vorlesung werden Aufbau und mechanische Eigenschaften verschiedener Gewebetypen und Strukturen des Bewegungssystems vorgestellt, beschrieben und erklärt. An Hand eines Extremitätengelenkes (exemplarisch) werden die spezifischen Funktionen der unterschiedlichen Gewebetypen und deren Zusammenspiel für die Funktionen Mobilität und Stabilität entwickelt und erläutert. Prototypische Gelenkformen, deren Charakteristika und funktionellen Gegebenheiten sowie die daraus resultierende Osteo- und Arthrokinematik werden im Zusammenhang mit den angulären und translatorischen Bewegungen beschrieben, demonstriert und erörtert. Als Medien kommen anatomische Modelle, Overhead-Folien, Powerpoint Präsentationen, Videosequenzen und Tafelanschriebe zum Einsatz.

 

 

Literatur

 

Alt, Wilfried (2009): Handbuch Sportbiomechanik. Hg. v. Albert Gollhofer. Schorndorf: Hofmann (Beiträge zur Lehre und Forschung im Sport, Bd. 171).

Brinckmann, Paul; Frobin, Wolfgang; Leivseth, Gunnar (2000): Orthopädische Biomechanik. Stuttgart [u.a.]: Thieme.

Dobner, Hans-Jürgen; Perry, Gerald (op. 2001): Biomechanik für Physiotherapeuten. Stuttgart: Hippokrates-Verl.

Klein, Dieter (2011): Biomechanik, Bewegungslehre, Leistungsphysiologie, Trainingslehre. 24 Tabellen. 2., überarb. Aufl. Hg. v. Antje Hüter-Becker. Stuttgart, New York: Thieme (Physiolehrbuch : Basis).

Klein, Paul; Sommerfeld, Peter (2012): Biomechanik der menschlichen Gelenke - Biomechanik der Wirbelsäule. Nachdr. d. Aufl von 2004 in 1 Bd. München: Urban & Fischer in Elsevier.

Kummer, Benno (2005): Biomechanik. Form und Funktion des Bewegungsapparates ; mit 3 Tabellen. Köln: Dt. Ärzte-Verl.

Morree, Jan Jaap de (2013): Dynamik des menschlichen Bindegewebes. Funktion, Schädigung und Wiederherstellung. 2. dt. Aufl. München: Elsevier, Urban & Fischer.

Nachtigall, Werner (2001): Biomechanik. Grundlagen, Beispiele, Übungen. 2., durchges. Aufl. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg.

Palastanga, Nigel; Soames, Roger (2015): Anatomie und menschliche Bewegung. Strukturen und Funktionen. 1. Aufl. auf Grundlage der 6. engl. Aufl. München: Elsevier, Urban & Fischer.

Richard, Hans Albert; Kullmer, Gunter (2013): Biomechanik. Grundlagen und Anwendungen auf den menschlichen Bewegungsapparat. Wiesbaden: Springer Vieweg (SpringerLink : Bücher).

Schewe, Heidrun (2000): Biomechanik - wie geht das? 18 Tabellen. Stuttgart [u.a.]: Thieme.

van Berg, Frans den; Cabri, Jan (2011): Das Bindegewebe des Bewegungsapparates verstehen und beeinflussen. Stuttgart: Thieme (Angewandte Physiologie, Bd. 1/Ed. 3).

 

ICF
Art Vorlesung
Nr. PSO6011
SWS 1.0
Lerninhalt

 

Inhalte

1.      Biomedizinisches Modell

2.      Biopsychosoziales Modell

3.      Salutogenese Modell

4.      Klassifikationen der WHO

  • ICF[1]
  • ICD 10[2]

 

[1]  Die International Classification of Functioning, Disability and Health (ICF) ist eine Klassifikation der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Die ICF dient fach- und länderübergreifend als einheitliche und standardisierte Sprache zur Beschreibung des funktionalen Gesundheitszustandes, der Behinderung, der sozialen Beeinträchtigung und der relevanten Umgebungsfaktoren eines Menschen. Mit der ICF können die bio-psycho-sozialen Aspekte von Krankheitsfolgen unter Berücksichtigung der Kontextfaktoren systematisch erfasst werden.

[2] Die Internationale statistische Klassifikation der Krankheiten und verwandter Gesundheitsprobleme, 10. Revision, German Modification (ICD-10-GM) ist die amtliche Klassifikation zur Verschlüsselung von Diagnosen in der ambulanten und stationären Versorgung in Deutschland.

In der Vorlesung werden Case Studies dargestellt und erläutert. Als Medien kommen Power Point Präsentationen, Videofilme und Fallbeschreibungen zur Anwendung.

Literatur

Grampp, Gerd; Jackstell, Susanne; Wöbke, Nils (2013): Teilhabe, Teilhabemanagement und die ICF. 1. Aufl. Köln: BALANCE Buch-+ Medien-Verl. (Balance Beruf).

Rosenbrock, Rolf; Hartung, Susanne (2012): Handbuch Partizipation und Gesundheit. 1. Aufl. Bern: H. Huber (Verlag Hans Huber, Programmbereich Gesundheit).

Schuntermann, Michael F. (2013): Einführung in die ICF. Grundkurs - Übungen - offene Fragen. 4.,überarb. Aufl. Heidelberg, Neckar: ecomed.

DIMDI: Deutsches Institut für Medizinische Dokumentation und Information: DIMDI - ICD-10-GM. Online verfügbar unter https://www.dimdi.de/static/de/klassi/icd-10-gm/, zuletzt geprüft am 13.09.2015.

DIMDI: Deutsches Institut für Medizinische Dokumentation und Information (2015): DIMDI - ICF. Online verfügbar unter https://www.dimdi.de/static/de/klassi/icf/index.htm, zuletzt aktualisiert am 07.09.2015, zuletzt geprüft am 12.09.2015.

 



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