Finite Elemente Methode - Grundlagen

Maschinenbau, Master (PO-2023)

Modulnummer / Modulcode PF-FEM-W2
Modulname Finite Elemente Methode - Grundlagen
Art des Moduls Pflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Die Studierenden können einfache und komplexe Bauteile oder Bauteilgruppen mit Hilfe der Methode der finiten Elemente berechnen. Sie verfügen über Kenntnisse gängiger FE-Techniken, wie sie im Berechnungswesen anzutreffen sind. Sie können die Güte von Näherungsergebnissen aus der finiten Elementmethode beurteilen und verfügen über Kompetenzen bei der Modellierung von komplizierten Bauteilen.
Lehrveranstaltungsarten VLmP 2 SWS, HÜ 1 SWS
Lehrinhalte
  • Kinematische Beziehung und Gleichgewicht
  • Materialgleichungen
  • Herleitung der Variationsgleichung für elastische Kontinua als Grundlage der Verschiebungsmethode für die FEM,
  • Diskretisierung der Feldfunktionen im Integrationsgebiet und Diskussion der Kontinuitätsanforderungen an die Ansatz­funktionen,
  • Aufbau der Element- und Gesamtstrukturmatrizen,FE-Techniken für Kontinuumselemente (LAGRANGE- und Serendipity-Ansatz, hierarchische Formfunktionen, isoparame­trische Elemente, numerische Integration, nicht konforme Elemente, Axialsymmetrische und inkompressible finite Elemente)
Titel der Lehrveranstaltungen Finite Elemente Methode - Grundlage
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) Vorlesung und Praktikum
Verwendbarkeit des Moduls M. Sc. Mechatronik
Dauer des Moduls Ein Semester
Häufigkeit des Angebotes jährlich im Sommersemester
Sprache deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Technische Mechanik 2, Höhere Mathematik 2 und 3, Grundlagen der Elektrotechnik II, Physik
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul Empfohlen: Technische Mechanik II, Höhere Mathematik 2 und 3, Grundlagen der Elektrotechnik II, Physik
Studentischer Arbeitsaufwand 3 SWS VL (45 Std.), 1 SWS HÜ (15 Std.), Selbststudium (120 Std.)
Studienleistungen
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung
Prüfungsleistungen Klausur 120 Min.
Anzahl Credits (ECTS) 6 cp
Lehreinheit Maschinenbau
Modulverantwortliche/r Dr. Kai Langenfeld
Lehrende Dr. Kai Langenfeld
Medienformen • Folien • Tafelanschrieb • Skript
Literatur
  • Hughes, T.J.R.: "The Finite Element Method", Prentice Hall, 1987.
  • Zienkiewicz, O.C. und Taylor, R.L.: "The Finite Element Method", McGraw Hill, 1989.
  • Bathe, K.-J.: "Finite Elemente Methoden", Springer Verlag, 1982.
  • Link, M.: "Finite Elemente in Statik und Dynamik", Teubner Verlag, 2002.