Finite Elemente Methode
mt.fem.v, 42 Lektionen in FS2023
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Modulbeschreibung 19HS
Die Teilnehmer werden in die strukturmechanischen und mathematischen Grundlagen der Methode der Finiten Elemente eingeführt und lernen, lineare Festigkeitsprobleme mit dem FE-Programm Abaqus zu bearbeiten.
- ECTS
- 4
- Institut
- 119886: T IMES
- Verantwortung
- Pfrommer Ralf
- Sprache
- (X) Deutsch ( ) Englisch
Modulinhalte
1. Einführung in das FE-Programm Abaqus 1.1 Überblick, Entwicklung, wirtschaftlicher Nutzen der FE-Methode 1.2 Beispiele aus der Praxis 1.3 Praktische Übungen mit dem FE-Programm Abaqus 1.3.1 Verschiedene Modellierungstechniken eines Zugstabes 1.3.2 Berechnung eines Pumpenrades 1.3.3 Berechnung eines Kolbens mit Pleuel 1.3.4 Berechnung einer Dampfturbinenschaufel 2. Eindimensionale FE-Probleme 2.1 Prinzip der FEM am Beispiel eines Fachwerkes 2.1.1 Steifigkeitsmatrix des Zug/Druckstabes im lokalen System 2.1.2 Transformation der lokalen Steifigkeitsmatrix auf das globale System 2.1.3 Kompilation der Gesamtsteifigkeitsmatrix 2.1.4 Berücksichtigung von Randbedingungen und Lasten 2.1.5 Berechnung der Spannungen und Deformationen 2.2 Die Steifigkeitsmatrix des Biegebalkens 2.2.1 Der Euler-Bernoulli-Balken mit Streckenlast 2.2.2 Superposition des Stab-Elementes und des Balken-Element 3. Mathematische Grundlagen der FE-Methode 3.1 Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie 3.2 Starke und schwache Form am Beispiel des Zugstab-Problems 3.3 Differenzierbarkeitsanforderungen an Verschiebungsfunktionen 3.4 Das Verfahren von Galerkin 3.5 Ansatz- und Formfunktionen 3.6 Numerische Integration nach Gauss 3.7 Konstruktion von Elementsteifigkeitsmatrizen mittels schwacher Form 4. Zweidimensionale FE-Probleme 4.1 Membranprobleme 4.1.1 Starke und schwache Form des Membranproblems 4.1.2 Steifigkeitsmatrix des 3-Knoten-Membranelements 4.1.3 Steifigkeitsmatrix des rotationssymmetrischen Membranelements 4.2 Ebene Probleme 4.2.1 Starke und schwache Form des ebenen Problems 4.2.2 Das isoparametrische Konzept 4.2.3 Das isoparametrische 4-Knoten-Element 4.2.3.1 Steifigkeitsmatrix des 4-Knoten-Elementes für ESZ 4.2.3.2 Steifigkeitsmatrix des 4-Knoten-Elementes für EVZ 4.3 Numerische Effekte 4.3.1 Hourglassing 4.3.2 Shear-Locking 4.4 Kriterien zur Elementauswahl
Voraussetzungen
keine
Versionen
- 19HSt.BA.MT.FEM.19HS