FEM
Ziel der Lehrveranstaltung
Das Modul FEM hat das Ziel Fach- und Methodenkompetenzen im Umgang mit der Methode der Finiten Elemente (FEM) zu vermitteln. Dabei wird auf die bereits vorhandenen Kenntnisse im Bereich Technische Mechanik, Technische Wärmelehre, Festigkeitslehre und CAD aufgebaut. Es werden sowohl theoretische Kenntnisse zur FEM vermittelt als auch der praktische Einsatz an unterschiedlichen technischen Problemstellungen dargestellt. Durch die Lehrveranstaltungen sollen die Studierenden befähigt werden, eigenständig Berechnungsaufgaben mit der FEM planen, durchführen und zielgerichtet auswerten zu können.
Lehrinhalte
- Grundlagen der FEM und Einordnung der FEM in die numerischen Methoden zur Behandlung von Feldproblemen
- Grundfunktionen von FEM-Software, Geometriebasierte Modellierung und Vernetzung, Vernetzungsstrategien (freie und strukturierte Vernetzung)
- Lösung von statischen Dimensionierungsaufgaben mit der FEM
- Vernetzungstechniken und Definition von Randbedingungen, darunter ebene Modellierung räumlicher Probleme (ebener Spannungszustand, ebener Verzerrungszustand, Rotations-symmetrie) sowie Modellierung symmetrischer Probleme
- dynamische Analysen mit der FEM (Modalanalyse, harmonische Analyse, transiente Erregung)
- FE-Berechnungen in der Maschinenakustik
- transiente Temperaturfelder und die damit gekoppelten Verschiebungs- und Spannungsfelder
- nichtlineare Probleme der FEM: Definition von Kontakten und Verbindungen, nichtlineares Werkstoffverhalten insbesondere Plastizität, große Verformungen am Beispiel von Stabilitätsaufgaben
