Mechanik, insbesondere Strukturmechanik und Strukturberechnung

Einführung in die FEM

Inhalte:

  • Kurze Geschichte der FEM
  • Ableitung der Grundidee der FEM an einfachen Beispielen
  • Einführung in die theoretischen Grundlagen der FEM
  • Struktur und Aufbau von EFM-Programmen, Einbindung in CAE-Umgebungen
  • Klassifikation und Herleitung von Elementen, Übersicht über wichtige Elementfamilien und deren Einsatz
  • Ritz Verfahren, Variationsprinzip als Basis für Herleitung von Elementen
  • Ansatzfunktionen, Elementkoordinatensysteme, Elementsteifigkeitsmatrix, numerische Integration der Steifigkeitsmatrix
  • Techniken und numerische Verfahren in FEM-Programmen: Assemblierung und Speicherung der globalen Steifigkeitsmatrix, Nummerierung der Knoten, Solvertypen
  • Grundlagen der Modellierung von Bauteilen und die Auswertung von Berechnungsergebnissen, Ursachen von Fehlern in FE-Analysen
  • Eigenwertprobleme: Stabilitäts- und Modalanalyse
  • Grenzen der linearen FEM und Ursachen für Nichtlinearitäten
  • FEM-Praktikum – Beispiele der Anwendung verschiedener Elementfamilien und Arten der Analys

Lernziele

  • Vermittlung der Grundlagen und die Befähigung zur Anwendung der FEM auf Aufgaben der linearen Festigkeits- und Stabilitätsberechnungen sowie der Modalanalyse