GATE Lehrplan für Maschinenbau

Betreff: ME

Kursstruktur

Abschnitte / Einheiten	Themen
Section A	Engineering Mathematics
Einheit 1	Lineare Algebra
Einheit 2	Infinitesimalrechnung
Einheit 3	Differentialgleichung
Einheit 4	Komplexe Analyse
Teil 5	Wahrscheinlichkeit und Statistik
Einheit 6	Numerische Methoden
Section B	Applied Mechanics and Design
Einheit 1	Technische Mechanik
Einheit 2	Werkstoffmechanik
Einheit 3	Theorie der Maschinen
Einheit 4	Vibrationen
Teil 5	Maschinendesign
Section C	Fluid Mechanics and Thermal Sciences
Einheit 1	Strömungsmechanik
Einheit 2	Wärmeübertragung
Einheit 3	Thermodynamik
Einheit 4	Anwendungen
Section D	Materials, Manufacturing and Industrial Engineering
Einheit 1	Konstruktionswerkstoffe
Einheit 2	Gießen, Formen und Verbinden von Prozessen
Einheit 3	Bearbeitung und Werkzeugmaschinenbetrieb
Einheit 4	Metrologie und Inspektion
Teil 5	Herstellung mit Hilfe von Computern
Einheit 6	Produktionsplanung und -steuerung
Einheit 7	Bestandskontrolle
Einheit 8	Unternehmensforschung

Lehrplan

Section A: Engineering Mathematics

Unit 1: Linear Algebra

• Matrixalgebra
• Lineare Gleichungssysteme
• Eigenwerte und Eigenvektoren

Unit 2: Calculus

• Funktionen einer einzelnen Variablen -

  • Limit

  • Kontinuität und Differenzierbarkeit

  • Mittelwertsätze

  • Unbestimmte Formen

• Bewertung bestimmter und unzulässiger Integrale

• Doppel- und Dreifachintegrale

• Teilableitungen, Gesamtableitung, Taylorreihen (in einer und zwei Variablen), Maxima und Minima, Fourierreihen

• Gradient, Divergenz und Curl, Vektoridentitäten, Richtungsableitungen, Linien-, Oberflächen- und Volumenintegrale, Anwendungen der Sätze von Gauß, Stokes und Green

Unit 3: Differential equations

• Gleichungen erster Ordnung (linear und nichtlinear)
• Lineare Differentialgleichungen höherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten
• Euler-Cauchy-Gleichung
• Anfangs- und Randwertprobleme
• Laplace verwandelt sich
• Lösungen von Wärme-, Wellen- und Laplace-Gleichungen

Unit 4: Complex variables

• Analytische Funktionen
• Cauchy-Riemann-Gleichungen
• Cauchys Integralsatz und Integralformel
• Taylor und Laurent Serien

Unit 5: Probability and Statistics

• Wahrscheinlichkeitsdefinitionen, Stichprobensätze, bedingte Wahrscheinlichkeit
• Mittelwert, Median, Modus und Standardabweichung
• Zufallsvariablen, Binomial-, Poisson- und Normalverteilungen

Unit 6: Numerical Methods

• Numerische Lösungen linearer und nichtlinearer algebraischer Gleichungen
• Integration nach Trapez- und Simpson-Regeln
• Ein- und mehrstufige Methoden für Differentialgleichungen

Section B: Applied Mechanics and Design

Unit 1: Engineering Mechanics

• Freikörperdiagramme und Gleichgewicht
• Traversen und Rahmen
• Virtuelle Arbeit
• Kinematik und Dynamik von Partikeln und starren Körpern in ebener Bewegung
• Impuls- und Impulsformulierungen (linear und eckig) und Energieformulierungen
• Collisions

Unit 2: Mechanics of Materials

• Spannung und Dehnung, elastische Konstanten
• Poisson-Verhältnis
• Mohrscher Kreis für ebene Spannung und ebene Dehnung
• Dünne Zylinder
• Scherkraft- und Biegemomentdiagramme
• Biege- und Schubspannungen
• Durchbiegung der Strahlen
• Torsion kreisförmiger Wellen
• Eulers Säulentheorie
• Energiemethoden
• Thermische Spannungen
• Dehnungsmessstreifen und Rosetten
• Materialprüfung mit Universalprüfmaschine
• Prüfung der Härte und Schlagfestigkeit

Unit 3: Theory of Machines

• Verschiebungs-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsanalyse ebener Mechanismen
• Dynamische Analyse von Verknüpfungen
• Cams
• Zahnräder und Getriebezüge
• Schwungräder und Gouverneure
• Auswuchten von hin- und hergehenden und rotierenden Massen
• Gyroscope

Unit 4: Vibrations

• Freie und erzwungene Vibration von Systemen mit einem Freiheitsgrad, Wirkung der Dämpfung

• Schwingungsisolation

• Resonance

• Kritische Drehzahlen von Wellen

Unit 5: Machine Design

• Design für statische und dynamische Belastung

• Fehlertheorien

• Dauerfestigkeit und das sn-Diagramm

• Prinzipien der Konstruktion von Maschinenelementen wie -

  • Bolted

  • Riveted

  • Schweißverbindungen

• Wellen, Zahnräder, Wälz- und Gleitlager, Bremsen und Kupplungen, Federn

Section C: Fluid Mechanics and Thermal Sciences

Unit 1: Fluid Mechanics

• Fluideigenschaften -
  • Flüssigkeitsstatik
  • Manometry
  • Buoyancy
  • Kräfte auf untergetauchte Körper
  • Stabilität von Schwimmkörpern
• Kontrollvolumenanalyse von Masse, Impuls und Energie
• Flüssigkeitsbeschleunigung
• Differentialgleichungen von Kontinuität und Impuls
• Bernoullis Gleichung
• Dimensionsanalyse
• Viskoser Fluss inkompressibler Flüssigkeiten -
  • Grenzschicht
  • Elementare turbulente Strömung
  • Durch Rohre fließen
  • Druckverluste in Rohren
  • Biegungen und Beschläge

Unit 2: Heat-Transfer

• Arten der Wärmeübertragung -

  • Eindimensionale Wärmeleitung

  • Widerstandskonzept

  • Elektrische Analogie

• Wärmeübertragung durch Lamellen -

  • Instationäre Wärmeleitung

  • Konzentriertes Parametersystem

• Heislers Charts -

  • Thermische Grenzschicht

  • Dimensionslose Parameter bei freier und erzwungener konvektiver Wärmeübertragung

  • Wärmeübertragungskorrelationen für die Strömung über flache Platten und durch Rohre

• Auswirkung von Turbulenzen -

  • Wärmetauscherleistung

• LMTD- und NTU-Methoden -

  • Strahlungswärmeübertragung

  • Stefan Boltzmann Gesetz

  • Wiens Verschiebungsgesetz

  • Schwarze und graue Oberflächen

  • Faktoren anzeigen

  • Strahlungsnetzwerkanalyse

Unit 3: Thermodynamics

• Thermodynamische Systeme und Prozesse
• Eigenschaften von Reinsubstanzen, Verhalten von idealen und realen Gasen
• Zeroth und erste Gesetze der Thermodynamik -
  • Berechnung von Arbeit und Wärme in verschiedenen Prozessen
• Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
• Diagramme und Tabellen der thermodynamischen Eigenschaften, Verfügbarkeit und Irreversibilität
• Thermodynamische Beziehungen

Unit 4: Applications

• Energietechnik -
  • Luft- und Gaskompressoren
  • Dampf- und Gasstromkreisläufe
  • Konzepte der Regeneration und Wiedererwärmung
• Verbrennungsmotoren -
  • Luftstandard Otto
  • Diesel- und Doppelzyklen
• Kühlung und Klimaanlage -
  • Dampf- und Gaskühl- und Wärmepumpenzyklen
  • Eigenschaften der feuchten Luft
  • Psychrometrisches Diagramm
  • Grundlegende psychrometrische Prozesse
• Turbomaschinen -
  • Impuls- und Reaktionsprinzipien
  • Geschwindigkeitsdiagramme
  • Pelton-wheel
  • Francis und Kaplan Turbinen

Section D: Materials, Manufacturing and Industrial Engineering

Unit 1: Engineering Materials

• Struktur und Eigenschaften von technischen Werkstoffen
• Phasendiagramme
• Wärmebehandlung
• Spannungs-Dehnungs-Diagramme für technische Werkstoffe

Unit 2: Casting, Forming and Joining Processes

• Verschiedene Arten von Gussteilen -

  • Gestaltung von Mustern

  • Formen und Kerne

  • Verfestigung und Abkühlung

  • Riser- und Gating-Design

• Plastische Verformungs- und Streckkriterien -

  • Grundlagen heißer und kalter Arbeitsprozesse

  • Lastschätzung für Schüttgut- (Schmieden, Walzen, Extrudieren, Ziehen) und Blechformen (Scheren, Tiefziehen, Biegen)

  • Prinzipien der Pulvermetallurgie

• Prinzipien des Schweißens, Lötens, Lötens und Klebens

Unit 3: Machining and Machine Tool Operations

• Mechanik der Bearbeitung

• Grundlegende Werkzeugmaschinen

• Ein- und Mehrpunktschneidwerkzeuge, Werkzeuggeometrie und -materialien, Standzeit und Verschleiß

• Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung

• Prinzipien nicht traditioneller Bearbeitungsprozesse

• Grundsätze für das Halten von Arbeiten, das Entwerfen von Vorrichtungen und Vorrichtungen

Unit 4: Metrology and Inspection

• Grenzen, Passungen und Toleranzen
• Lineare und Winkelmessungen
• Comparators
• Messgerätedesign
• Interferometry
• Form messen und beenden
• Ausrichtungs- und Prüfmethoden
• Toleranzanalyse in Fertigung und Montage

Unit 5: Computer Integrated Manufacturing

• Grundlegende Konzepte von CAD / CAM und deren Integrationswerkzeugen

Unit 6: Production Planning and Control

• Prognosemodelle
• Aggregierte Produktionsplanung
• Scheduling
• Materialbedarfsplanung

Unit 7: Inventory Control

• Deterministische Modelle
• Sicherheitsbestandskontrollsysteme

Unit 8: Operations Research

• Lineares Programmieren
• Simplex-Methode
• Transportation
• Assignment
• Netzwerkflussmodelle
• Einfache Warteschlangenmodelle
• PERT und CPM

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