Moses - Numerische Implementierung der nichtlinearen FEM

Anzeigesprache

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Modul / Version:
#51017 / #2

Gültigkeit:
Seit WiSe 2022/23

Standard-Anzeigesprache:
Deutsch

Titel des Moduls:
Numerische Implementierung der nichtlinearen FEM

Leistungspunkte:
6

Modulverantwortliche*r:
Klinge, Sandra

Benotung:
benotet

Prüfungsform:
Mündliche Prüfung

Zugehörigkeit

Fakultät:
Fakultät V

Institut:
Institut für Mechanik

Fachgebiet:
35371300 FG Mechanik, insbes. Strukturmechanik

Prüfungsausschuss:
Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt

Sekretariat:
Keine Angabe

Ansprechpartner*in:
Happ, Anke

E-Mail-Adresse:
sandra.klinge@tu-berlin.de

Webseite:

https://www.smb.tu-berlin.de/menue/department_of_structural_mechanics_and_analysis/

Lernergebnisse

Im heutigen Berechnungsingenieurwesen wird die Finite-Elemente-Methode (FEM) für zahlreiche Problemstellungen eingesetzt. Praktische Fragestellungen beinhalten dabei oft nichtlineare Phänomene. In dieser Veranstaltung werden dafür Formulierungen entwickelt, mit denen dynamische Probleme, nichtlineare Kinematiken sowie inelastisches Materialverhalten behandelt werden können. Die Inhalte umfassen unter anderem transiente Probleme, nichtlineare Gleichungssysteme, Kinematik der großen Verformungen, nichtlineares und zeitabhängiges Materialverhalten und Elementformulierungen für inkompressible Materialien. Begleitend zur Vorlesung wird ein eigener FE-Code in Matlab entwickelt. Ziel dieser Veranstaltung ist die Entwicklung vertiefter Kenntnisse der FE-Programmierung sowie allgemeiner, fortgeschrittener numerischer Techniken.

Lehrinhalte

• Polynominterpolation, Koordinatentransformation und Masterelement • Transiente Probleme: Eigenschwingungsprobleme, Massenmatrix und Zeitintegrationsverfahren • Nichtlineare Kinematik und Diskretisierung • Nichtlineares Materialverhalten: Elastizität, Thermomechanische Kopplung • Formulierung in der Referenz- und Momentankonfiguration • Lösen nichtlinearer Probleme: Newtonverfahren, Quasi-Newton-Verfahren, Abstiegsverfahren, Bogenlängenverfahren • Techniken für inkompressible Materialien

Modulbestandteile

Pflichtgruppe:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	VZ
Numerische Implementierung der nichtlinearen FEM	PJ		WiSe	Deutsch	2
Numerische Implementierung der nichtlinearen FEM	VL		WiSe	Deutsch	2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Numerische Implementierung der nichtlinearen FEM (PJ):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	4.0h	60.0h
			90.0h(~3 LP)

Numerische Implementierung der nichtlinearen FEM (VL):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Präsenzzeit	15.0	2.0h	30.0h
Vor-/Nachbereitung	15.0	4.0h	60.0h
			90.0h(~3 LP)

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Vorlesung mit Tafel und Projektionen; Erläuterung der theoretischen Grundlagen und Lösungsverfahren; Programmieren der FEM: selbstständige Bearbeitung von Aufgaben; Erarbeitung von Projektaufgaben in Kleingruppen

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Strukturmechanik I Numerische Implementierung der linearen FEM

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache

Deutsch

Dauer/Umfang

ca. 20 Minuten

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 50.

Anmeldeformalitäten

keine

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: verfügbar

Literatur

Empfohlene Literatur
J. Bonet, R. D. Wood: Nonlinear Continuum Mechanics for Finite Element Analysis. Cambridge University Press, 2008.
P. Wriggers: Nichtlineare Finite-Element-Methoden. Springer, 2001.
R. de Borst, M. A. Crisfield, J. J. C. Remmers, C. V. Verhoosel: Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures. Wiley, 2012.
T. Belytschko, W. K. Liu, B. Moran, K. Elkhodary: Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures. Wiley, 2013.

Zugeordnete Studiengänge

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Automotive Systems (M. Sc.)	1	4	WiSe 2022/23	SoSe 2024
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (M. Sc.)	1	5	WiSe 2022/23	SoSe 2024
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)	1	5	WiSe 2022/23	SoSe 2024
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)	1	5	WiSe 2022/23	SoSe 2024
Maschinenbau (M. Sc.)	1	6	WiSe 2022/23	SoSe 2024
Physikalische Ingenieurwissenschaft (B. Sc.)	2	8	WiSe 2022/23	SoSe 2024
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)	2	16	WiSe 2022/23	SoSe 2024
Schiffs- und Meerestechnik (M. Sc.)	1	5	WiSe 2022/23	SoSe 2024
Technomathematik (M. Sc.)	1	8	WiSe 2022/23	SoSe 2024

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe