Methode der Finiten Elemente (2V+2Ü) (FEM)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Finite Element Method (2L+2E))
(Prüfungsordnungsmodul: Numerische und experimentelle Modalanalyse)

Lectures:

• • Methode der Finiten Elemente
    (Vorlesung, 2 SWS, Kai Willner, Fri, 10:15 - 11:45, H9; erster Vorlesungstermin: *Do, 19.04., 12:15-13:45 Uhr*)
  • Übungen zur Methode der Finiten Elemente
    (Übung, 2 SWS, Markus Kraus, Thu, 12:25 - 13:55, H9)
  • Tutorium zur Methode der Finiten Elemente (optional)
    (Tutorium, Markus Kraus, Thu, 16:00 - 17:30, H9)

Empfohlene Voraussetzungen:

grundlegende Kenntnisse in Technischer Mechanik und Mathematik

It is recommended to finish the following modules before starting this module:

Statik und Festigkeitslehre (SS 2011)
Statik, Elastostatik und Festigkeitslehre (WS 2010/2011)

Inhalt:

Modellbildung und Simulation

Mechanische und mathematische Grundlagen

• Das Prinzip der virtuellen Verschiebungen

• Die Methode der gewichteten Residuen
  

Allgemeine Formulierung der FEM

• Formfunktionen

• Elemente für Stab- und Balkenprobleme

• Locking-Effekte

• Isoparametrisches Konzept

• Scheiben- und Volumenelemente
  

Numerische Umsetzung

• Numerische Quadratur

• Assemblierung und Einbau von Randbedingungen

• Lösen des linearen Gleichungssystems

• Lösen des Eigenwertproblems

• Zeitschrittintegration

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• sind vertraut mit der grundlegenden Idee der FEM und den wesentlichen Komponenten von FE-Programmen;

• können lineare Probleme der Elastostatik und Elastodynamik mit Hilfe der FEM modellieren

• und dabei geeignete Elementtypen und Berechnungsverfahren auswählen;

• haben einen Einblick in die Grenzen der Methode und die Schwierigkeiten bei spezifischen Problemen;

• haben einen Einblick in die Anwendung der FEM auf nichtmechanische Feldprobleme

Literatur:

• Knothe, Wessels: Finite Elemente, Berlin:Springer

• Hughes: The Finite Element Method, Mineola:Dover

Weitere Informationen:

Studien-/Prüfungsleistungen: