Finite-Elemente-Methode

Modulebeschreibung:

gültig ab Immatrikulationsjahr 2012

Dozent: Prof. Dr.-Ing. habil. E. Kolev

Ziele: Die Finite Elemente Methode (FEM) als eines der bedeutendsten Simulationsverfahren zur Vorausberechnung des Verhaltens neu zu entwickelnder Produkte wird hier über die Grundlagen hinaus vermittelt. Neben allgemeinen Fragestellungen bei Anwendung der FEM steht die besondere Problematik der Anwendung der FEM im Konstruktionsprozess im Mittelpunkt. Darüber hinaus wird das wichtige Feld der nichtlinearen FE-Berechnungen an ausgewählten Beispielen aufgezeigt

Inhalte:

• Anwendung der Methode der Finiten Elemente:

• Modellierungsgrundlagen

• Geometrieaufbau und Vernetzungsgrundlagen

• Randbedingungen und Lastangaben

• Solver-Wahl

• Darstellungsmöglichkeiten von Ergebnissen

• Interpretation der Ergebnisse

• Validierungsmöglichkeiten

• FEM in der Konstruktion:

• Sinnvolle Geometrievereinfachungen

• Volumen- Flächenmodellproblematik

• Kopplung und Integration von CAD- und FE-Programmen

• Auswertung und Beurteilung von FEModellen und Analyseergebnissen

• Nichtlineare FE-Berechnungen:

• Kontaktprobleme

• Nichtlineare Materialgesätze

• Große Verformungen

• Nichtlineare Randbedingungen

Lehrformen:

• Vorlesung (2 SWS)

• Laborübungen in Gruppen mit max. 18 Studierenden (2 SWS)

Voraussetzungen:

• Grundlagen der Mechanik

• Grundlagen der FEM

• Höhere Technische Mechanik (Parallelbesuch der Lehrveranstaltung)

Verwendbarkeit: Studiengang Maschinenbau (M.Eng.)

Leistungsnachweis: Projektarbeit

Angebot: jährlich im Sommersemester

Arbeitsaufwand: Präsenzzeit 60h + Selbststudium 90h =150h = 5 Kreditpunkte (ECP)

Literatur:

• Müller, Groth; FEM für Praktiker Band. 1 Grundlagen, Expert Verlag, 5. Auflage, 2000

• Fröhlich, P. ; FEM-Leitfaden ; Springer Verlag, Berlin Heidelberg New-York

• Klein, B., FEM, Vieweg-Verlag

• Groth, P., FEM-Anwendungen, Springer

• Betten, J., Finite Elemente für Ingenieure 1, Springer

• Adams, V.; Askenazi, A.; Finite Element Analysis, Onward Press, 1999