t.BA.MT.FEM.19HS (Finite Elemente Methode) 
Modul: Finite Elemente Methode
Diese Information wurde generiert am: 28.05.2020
Nr.
t.BA.MT.FEM.19HS
Bezeichnung
Finite Elemente Methode
Veranstalter
T IMES
Credits
4

Beschreibung

Version: 1.0 gültig ab 01.02.2020
 

Kurzbeschrieb

Die Teilnehmer werden in die strkturmechanischen und mathematischen Grundlagen der Methode der Finiten Elemente eingeführt und lernen, lineare Festigkeitsprobleme mit einem kommerziellen FE-Programm zu bearbeiten.

Modulverantwortung

Pfrommer Ralf (pfro)

Lernziele (Kompetenzen)

Ziel Kompetenzen Taxonomiestufen
Kann die lokalen Steifigkeitsmatrizen eindimensionaler Elemente wie Stab und Balken aufstellen und ins globale System transformieren F, M K4
Kann Randbedingungen in die Geamtsteifigkeitsmatrix einarbeiten F, M K4
Kann die verschiedenen Nichtlinear-itäten eines strukturmechanischen Problems nennen sowie deren Lösungsverfahren und Beispiele dafür angeben F, M K4
Kann Verschiebungsansätze für zweidimensionale Elemente angeben sowie Kriterien, denen ein Verschiebungsansatz genügen muss F, M K4
Kann das Konzept der isoparametrischen Elemente und der numerischen Berechnung ihrer Elementmatrizen beschreiben F, M K4
Kann verschiedene unerwünschte numerische Effekte bei FE-Berech-nungen erklären und auch erkennen  F, M K4
Kann lineare Festigkeitsberechnung-en mit einem kommerziellen FE-Programm selbst durchführen, plausibilisieren und beurteilen. F, M K4

Modulinhalte

1          Einführung
1.1        Überblick, geschichtliche Entwicklung, wirtschaftlicher Nutzen
1.2        Beispiele aus der Praxis
1.3        Module eines kommerziellen FE-Programms
2          Eindimensional FE-Probleme

2.1        Prinzip der FEM am Beispiel eines Fachwerkes
2.1.1      Steifigkeitsmatrix des Zug/Druckstabes im lokalen System
2.1.2      Transformation der lokalen Steifigkeitsmatrix auf das globale System
2.1.2      Kompilation der Gesamtsteifigkeitsmatrix
2.1.4      Berücksichtigung von Randbedingungen und Lasten
2.1.5      Berechnung der Spannungen und Deformationen
2.2        Die Steifigkeitsmatrix des Biegebalkens
2.2.1      Der Euler-Bernoulli-Balken mit Normalkraft
2.2.2      Der Timoshenko-Balken
2.3        Ausblick auf nichtlineare Probleme
2.3.1      Arten von Nichtlinearitäten
2.3.2      Das Verfahren von Newton-Raphson
2.2.3      Elastisch-plastischer Druckstab mit Kontakt
3          Zweidimensionale FE-Probleme
3.1        Verschiebungsansätze
3.2        Scheibenelemente für ESZ und EVZ
3.2.1      Einfache Elemente
3.2.1.1    Das CST-Dreieckelement
3.2.1.2    Das Rechteckelement
3.2.2      Isoparametrische Elemente
3.2.2.1     Transformation auf das Einheitselement
3.2.2.2     Numerische Integration
3.2.2.3     Spannungen im Element
3.3        Rotationssymmetrische Elemente
3.3.1      Der rotationssymmetrische Spannungszustand
3.3.2      Das Viereckelement
4          Dreidimenionale FE-Probleme
4.1        Kontinuumselemente
4.1.1      Allgemeine Anforderungen
4.1.2      Tetraederelemente
4.1.3      Hexaederelemente
4.1.4      Hybride Elemente
4.2        Spezielle Effekte
4.2.1      Hourglassing
4.2.2      Shear-Locking
4.3          Kriterien zur Elementauswahl

Lehrmittel/Materialien

Wird zu Beginn des Semesters bekanntgegeben

Ergänzende Literatur

 

Zulassungs-voraussetzungen 

keine

Unterrichtssprache

(X) Deutsch ( ) Englisch

Teil des Internationalen Profils

( ) Ja (X) Nein

Modulausprägung

Typ 3a
  Details siehe unter: T_RL_Richtlinie_Modulauspraegungen_Stundengutschriften

Leistungsnachweise

Bezeichnung Art Form Umfang Bewertung Gewichtung
Leistungsnachweise während Studiensemester Klausur
Bericht
schriftlich
schriftlich
45 min.
Gruppe
Benotung
Benotung
20%
20%
Semesterendprüfung Klausur schriftlich 90 min. Benotung 60 %

Bemerkungen

Die Inhalte dieses Moduls setzen die sichere Beherrschung des Stoffes von Analysis 1 und 2, Algebra und Statistik 1 und 2 sowie Statik und Festigkeitslehre voraus.

Rechtsgrundlage

Die Modulbeschreibung ist neben Rahmenprüfungsordnung und Studienordnung Teil der Rechtsgrundlage. Sie ist verbindlich. Eine in der ersten Unterrichtswoche des Semesters schriftlich festgehaltene und kommunizierte Modulvereinbarung kann die Modulbeschreibung präzisieren. Die Modulvereinbarung ersetzt nicht die Modulbeschreibung.
Kurs: Finite Elemente Methode - Praktikum
Nr.
t.BA.MT.FEM.19HS.P
Bezeichnung
Finite Elemente Methode - Praktikum

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.
Kurs: Finite Elemente Methode - Vorlesung
Nr.
t.BA.MT.FEM.19HS.V
Bezeichnung
Finite Elemente Methode - Vorlesung

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.