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Einführung in die Finite-Elemente-Methode

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#50214 / #4

Seit SoSe 2022

Deutsch

Einführung in die Finite-Elemente-Methode

6

Klinge, Sandra

benotet

Mündliche Prüfung

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Mechanik

35371300 FG Mechanik, insbes. Strukturmechanik

Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt


C 8-3

Happ, Anke

sandra.klinge@tu-berlin.de

https://www.smb.tu-berlin.de/menue/studium_und_lehre/hoehere_mechanik/einfuehrung_in_die_fem/

Lernergebnisse

Einführung in eines der wichtigsten Verfahren des Engineering Simulation - der Finite Elemente Methode. Theoretische Grundlagen der FEM und Anwendung der Kenntnisse auf einfache Aufgaben der linearen Festigkeitsberechnung; Übersicht über Struktur sowie Aufbau und Techniken von FEM-Programmen und deren Einbindung in CAE-Umgebungen; Übersicht über wichtige Elementfamilien und deren Einsatz; Grundlagen der Modellierung von Bauteilen, Baugruppen, Konstruktionen und die Auswertung von Berechnungsergebnissen; Kennelernen typischer Fehlerquellen in FE-Analysen; Übersicht von industriell genutzter Software; Basis für weitere Vertiefung in die Thematik. Fertigkeiten: Modellierung und Berechnung einfacher Festigkeitsprobleme mit einem komerziellen FEM-Programm.

Lehrinhalte

- Grundlagen der numerischen Verfahren, Energiemethoden, - Einführung in die Finite Elemente Methode (einfache Modellprobleme (Stab, Balken), wichtige Elementklassen (2D, 3D, Platten, Schalen), FEM zur Lösung von linearen Problemen der Elastostatik, Lösung von Eigenwertproblemen), - Aufbau u. Bestandteile von FE-Programmen, häufig genutzte Algorithmen u. numerische Verfahren, - Techniken u. Probleme der Modellierung (Geometrierfassung, Vereinfachungen, Lasten, Randbedingungen, Materialbeschreibungen etc.), typische Durchführung von FE-Analysen, - typische Fehlerquellen in FE-Analysen, Qualitätsbewertung und Fehlerabschätzung, - Möglichkeiten der Ergebnisauswertung und -verwertung, - Übersicht über kommerzielle Software

Modulbestandteile

Pflicht:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWSVZ
Einführung in die Finite-Elemente-Methode (FEM)VL0530 L 273WiSe/SoSeDeutsch2
Einführung in die Finite-Elemente-Methode (FEM)PRSoSeDeutsch2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Einführung in die Finite-Elemente-Methode (FEM) (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Einführung in die Finite-Elemente-Methode (FEM) (PR):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
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

VL mit Tafel und Projektionen, einigen Beispielrechnungen mit FE-Programmen, Einarbeitung in ein FEM-Programm, im Rechner-Praktikum: selbständige Bearbeitung von Aufgaben; Fachvorträge aus der Industrie.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Grundlagen der Strukturmechanik (empfohlen Strukturmechanik I) Grundlagen der Konstruktion (CAD)

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

1. Voraussetzung
"Statik und elementare Festigkeitslehre"

Abschluss des Moduls

Benotung

benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache

Deutsch

Dauer/Umfang

ca. 30 Min.

Dauer des Moduls

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

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 40.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung zur Vorlesung in der ersten Vorlesung Anmeldung zum Rechnerpraktikum: 14 Tage vor Semesterbeginn

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
ISIS

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Finite Element Analysis for Engineers - A Primer. NAFEMS 2013
H.R. Schwarz: Methoder der Finiten Elemente. Teubner Verlag, 1991
K. Knothe / H. Wessels: Finite Elemente - Eine Einführung für Ingenieure. 4. erw. Auflage, Springer Verlag, 2007
M. Jung, U. Langer: Methode der finiten Elemente für Ingenieure (Teubner Verlag)
M. Link: Finite Elemente in der Statik u. Dynamik (Teubner Verlag)
O.C. Zienkiewicz / R.L. Taylor / J.Z. Zhu: The Finite Element Method - Its Basics & Fundamentals. Sixth Edition, Elsevier Ltd., 2005

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Biomedizinische Technik (M. Sc.)17SoSe 2022SoSe 2024
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (M. Sc.)17SoSe 2022SoSe 2024
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)17SoSe 2022SoSe 2024
Fahrzeugtechnik (Lehramt) (B. Sc.)420SoSe 2022SoSe 2024
Fahrzeugtechnik (Lehramt) (M. Ed.)210SoSe 2022SoSe 2024
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)17SoSe 2022SoSe 2024
Maschinenbau (B. Sc.)18SoSe 2022SoSe 2024
Maschinenbau (M. Sc.)18SoSe 2022SoSe 2024
Patentingenieurwesen (M. Sc.)15SoSe 2022SoSe 2024
Physikalische Ingenieurwissenschaft (B. Sc.)220SoSe 2022SoSe 2024
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)24SoSe 2024SoSe 2024
Schiffs- und Meerestechnik (M. Sc.)17SoSe 2022SoSe 2024
Technomathematik (B. Sc.)15SoSe 2022SoSe 2024
Technomathematik (M. Sc.)110SoSe 2022SoSe 2024
Verkehrswesen (B. Sc.)17SoSe 2022SoSe 2024

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Die TeilnehmerInnen-Begrenzung bezieht sich auf die maximale Anzahl an Rechnerplätzen pro Semester.