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

Modulverantwortliche/r: Kai Willner
Lehrende: Kai Willner, Markus Kraus


Start semester: SS 2012Duration: 1 semesterCycle: jährlich (SS)
Präsenzzeit: 60 Std.Eigenstudium: 30 Std.Language: Deutsch

Lectures:


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:

www: http://www.studon.uni-erlangen.de/cat5282.html

Studien-/Prüfungsleistungen:

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