Finite Elemente Methoden

11B0152

Bachelor

Deutsch

5.0

Winter- und Sommersemester

1 Semester

Die Finite Elemente Methode (FEM) ist in der Ingenieurpraxis das wichtigste Berechnungsverfahren zur Dimensionierung von Bauteilen, Maschinen, Fahrzeugen und Prozessen. Mit diesem Simulationstool - als Teil des Digitalen Zwillings - kann das Verhalten im Einsatz bereits in der Entwicklungsphase untersucht werden. Dies verkürzt Entwicklungszeiten und ermöglicht die Bewertung von Zielgrößen wie Funktion, Materialeinsatz und Lebensdauer. Das Modul behandelt das Feld strukturmechanischer Aufgabenstellungen anhand von einfachen Beispielen in Theorie und Praxis. Studierende lernen Bauteile unter statischer Belastung zu analysieren und zu bewerten, die Möglichkeiten und Grenzen der Methode einzuschätzen und auf neue Anwendungen zu übertragen.

1. Einführung

2. Grundlagen Elastizitätslehre, Energiemethoden

3. Grundlagen der FEM am Beispiel des Stabes

4. Flächen- und Volumenelemente

5. FEM in der Praxis

6. Rechnerpraktikum (verschiedene Anwendungsaufgaben)

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

• Klausur

• Klausur: siehe jeweils gültige Studienordnung

Für die erfolgreiche Teilnahme an dem Modul sind Vorkenntnisse in folgenden Bereichen empfehlenswert: Mathematik, Mechanik (insbesondere Festigkeitslehre), Werkstofftechnik, Konstruktionslehre, CAD

Die Studierenden können die grundlegenden theoretischen Zusammenhänge der Finiten Elemente Methode darstellen. Sie können die wesentlichen Aspekte der Modellbildung erklären. Die Studierenden können die Stellung der FEM im Entwicklungsprozess und ihren Beitrag für die Zielerreichung in der Produktentwicklung einordnen.

Die Studierenden erlangen ein tiefergehendes Verständnis der mechanischen Grundlagen und können deren Anwendung in der FEM verdeutlichen. Sie sind in der Lage zu beschreiben wie eine einfache Problemstellung konkret formuliert und berechnet wird. Sie sind in der Lage den Einfluss von Vereinfachungen in der Modellbildung auf die Berechnungsergebnisse zu bewerten. Sie können die Berechnungsergebnisse kritisch bewerten und daraus konstruktive Maßnahmen für die Bauteilverbesserung ableiten.

Die Studierenden können die Aussagekraft von FEM-Berechnungsergebnissen in Bezug auf die Aufgabenstellung unter Berücksichtgung von Aspekten guter wissenschaftlicher Praxis und auf Grund ihres Fachwissens beurteilen.

Die Studierenden können einfache reale Konstruktionen im Zuge der Modellbildung einer Berechnung mit FEM zugänglich machen. Sie können das Modell in einem FEM-Programm implementieren, die Berechnung ausführen und die Ergebnisse beweten.

• Forstmann, Jochen

• Schmehmann, Alexander
• Stelzle, Wolfgang
• Forstmann, Jochen