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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