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Modulbeschreibung

Finite Elemente

Inhalt

  • Geschichtlicher Überblick

  • Charakterisierung der Methode

  • Grundlagen (Grundbegriffe, Matrixalgebra)

  • Prinzip der virtuellen Arbeit

  • Mehrmassensystem und Kontinuum

  • Zugstab: Lösung mit der FEM

  • Zugstab - Weiterführung: Gesamtgleichungssystem, beliebige Lage in der Ebene, Verschiebungsansatz

  • Balkenelement: Problemstellung, Grundgleichung, Verschiebungsansatz, Formfunktion, Elementgleichungssystem, Steifigkeitsmatrix, Gesamtsteifigkeitsmatrix, Spannungsberechnung

  • Dreieckelement und weitere Elemente: Verschiebungsansatz, Formfunktion, Elementgleichungssystem, Steifigkeitsmatrix, Gesamtsteifigkeitsmatrix, Überblick Elementtypen

  • Eigenformen, erzwungene Schwingungen

  • Anwendung der Finite-Elemente-Methode: Netzaufteilung, Ablauf einer Berechnung, Bandbreite, Fehlerquellen

  • Dabei: Nutzung von Computerwerkzeugen und/oder manuelle Gleichungslösung

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden

Fachkompetenz:

  • Erwerb des Basiswissens der Finite-Elemente-Methode

  • Kenntnis der Möglichkeiten und Grenzen der Methode

  • Berechnung von Spannungen und Verformungen

  • Fähigkeit mechanische Problemstellungen in ein Finite-Elemente-Modell zu übertragen

Methodenkompetenz:

  • Fähigkeit zur Ableitung von Finite-Elemente-Modellen aus praxisnahen Problemstellungen

  • Unterschied Realität/Modell bewerten können

  • Fähigkeit, eigene Ergebnisse kritisch zu hinterfragen, zu überprüfen und zu interpretieren

  • Anwendungsgrenzen erkennen

Sozial- und Selbstkompetenz:

  • Selbstorganisiertes Arbeiten

  • Abstraktion, logisches Denken, zielführende Vorgehensweisen

  • Fähigkeit sich selbst einzuschätzen (Leistungsniveau)

  • Teamfähigkeit: durch Gruppenarbeit beim Lösen der Übungsaufgaben lernen die Studierenden miteinander zu arbeiten.

  • Erkenntnisse über die individuelle Begabung, die im weiteren Studienverlauf zur Wahl der Vertiefungsrichtung und Belegung bestimmter Wahlfächer führt

ECTS

5 Punkte

Studien- und Prüfungsleistungen

Prüfungsleistungen:
  • Finite Elemente (90 min, Klausur)

Lehr- und Lernformen

  • Finite Elemente (4 SWS, Vorlesung)

Studiengänge

  • Fahrzeugtechnik, Schwerpunkt Konstruktion(FZ) - Alternative Course Module
  • Fahrzeugtechnik, Schwerpunkt System- und Antriebstechnik(FZ) - Alternative Course Module
  • Maschinenbau, Schwerpunkt Automatisierung und Energietechnik(MB) - Wahlpflichtmodul
  • Maschinenbau, Schwerpunkt Konstruktion(MB) - Alternative Course Module

Modulverantwortliche

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Imbsweiler

Dozenten

Prof. Dr.-Ing. Bernd Wender, Prof. Dr.-Ing. Dietmar Imbsweiler

Literatur

Betten. Finite Elemente für Ingenieure. Springer, 8 2014.
Dankert, Dankert. Technische Mechanik: Statik, Festigkeitslehre, Kinematik/Kinetik. Springer Vieweg, 4 2013.
Betten. Finite Elemente für Ingenieure. Springer, 1 2012.

Quicklinks