Finite Elemente Methoden

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 17.0 vom 17.02.2023

11B0152

Finite Element Methods

• Fahrzeugtechnik (Bachelor) (B.Sc.)
• Maschinenbau (B.Sc.)
• Maschinenbau im Praxisverbund (B.Sc.)
• Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Metalltechnik (M.Ed.)
• Mechatronic Systems Engineering (M.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)
• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Fahrzeugtechnik (M.Ed.)

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Die Finite Elemente Methode (FEM) ist in der Ingenieurpraxis das wichtigste computergestützte Berechnungsverfahren zur Dimensionierung von Bauteilen, Baugruppen, Maschinen und technisch-physikalischen Prozessen. Mit ihr kann das Verhalten von technischen Systemen im Stadium der Entwicklung realit?tsnah am Computer untersucht werden. Die Methode liefert einen wichtigen Beitrag zur Qualit?tssteigerung von technischen Produkten bei gleichzeitiger Verkürzung der Entwicklungszeiten. Die besondere Bedeutung der Finiten Elemente Methode für die Entwicklung von Maschinen, Anlagen und Fahrzeugen wird anhand von einfachen, grundlegenden Praxisbeispielen in Theorie und Praxis verdeutlicht. Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind Studierende in der Lage einfache Baugruppen unter statischer Belastung mit der FEM zu analysieren. Sie k?nnen die M?glichkeiten und Grenzen der Methode einsch?tzen und auf neue Anwendungen übertragen.

1. Einführung
2. Grundlagen Elastizit?tslehre, Energiemethoden
3. Grundlagen der FEM am Beispiel des Stabes
4. Fl?chen- und Volumenelemente
5. FEM in der Praxis
6. Rechnerpraktikum (verschiedene Anwendungsaufgaben)

Wissensverbreiterung
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, ?besitzen Basiswissen über die theoretischen Zusammenh?nge der Finite Elemente Methode und verfügen über praktische Erfahrungen im Umgang mit einer g?ngigen FEM-Software.
?Sie k?nnen eine reale Konstruktion in ein FEM-Modell überführen und statische Berechnungen durchführen und auswerten.
?
Wissensvertiefung
Die Studierenden erlangen ein tiefergehendes Verst?ndnis der mechanischen Grundlagen. Sie sind in der Lage den Einfluss von Vereinfachungen in der Modellbildung auf die Berechnungsergebnisse zu bewerten. Sie k?nnen die Berechnungsergebnisse kritisch bewerten und daraus konstruktive Ma?nahmen für die Bauteilverbesserung ableiten.
K?nnen - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage
- Bauteilgeometrie in das FEM-System zu überführen und ad?quat mit Finiten Elementen zu vernetzen,
- das Modell mit den erforderlichen mechanischen Rand- und Lastbedingungen versehen
- die Berechnung durchzuführen und die Ergebnisse passend zur Aufgabenstellung darzustellen und zu bewerten,
- auf Basis der Ergebnisse Verbesserungsma?nahmen abzuleiten.
K?nnen - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden k?nnen eine praktische Aufgabenstellung in kleinen Teams bearbeiten und die Ergebnisse in schriftlicher und mündlicher Form vertreten und kritisch diskutieren.
K?nnen - systemische Kompetenz
Die Studierenden beherrschen die in der Praxis üblichen Verfahren zur Bauteilauslegung mit der FEM. Sie k?nnen die notwendigen Arbeitsschritte und Prozesse auf neue Aufgabenstellungen aus einem vergleichbarem technischen Umfeld übertragen.

VorlesungLaborpraktikum

Mathematik, Festigkeitslehre, Werkstofftechnik, Konstruktion und CAD

Schmehmann, Alexander

• Schmehmann, Alexander
• Stelzle, Wolfgang
• Forstmann, Jochen

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Bathe, Klaus-Jürgen: Finite-Elemente-Methoden, Springer VerlagKlein Bernd: FEM, Vieweg VerlagMüller G. und Groth C. : FEM für Praktiker; expert VerlagKnothe K. und Wessels H.: Finite Elemente, Springer VerlagRieg, Hackenschmidt: Finite Elemente Analyse für Ingenieure, Hanser Verlag

Klausur 2-stündig

Klausur schlie?t die Bearbeitung einer praktischen Aufgabe am Rechner ein.

1 Semester

Wintersemester und Sommersemester

Deutsch