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Numerische Methoden in der Strukturmechanik

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#51018 / #1

Seit WiSe 2022/23

Deutsch

Numerische Methoden in der Strukturmechanik

6

Klinge, Sandra

Benotet

Mündliche Prüfung

Deutsch

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/department_of_structural_mechanics_and_analysis/

Lernergebnisse

Computersimulationen bilden eine Basis für die Optimierung von Produkten und Fertigungsprozessen bereits in frühen Entwicklungsphasen. Insbesondere die FEM wird für die Modellierung, Simulation und gezielte Analyse von Strukturen eingesetzt. Unter Verwendung geeigneter Materialmodelle ermöglichen die Simulationen ein tieferes Verständnis von Material- und Struktureigenschaften. In dieser Veranstaltung werden die Grundlagen der Kontinuumsmechanik und der FEM für finite Verformungen behandelt. Darauf aufbauend werden erweiterte Simulationstechniken für spezielle Strukturelemente und Kontaktprobleme entwickelt. Begleitend zu den theoretischen Kenntnissen werden praktische Beispiele berechnet. Die Teilnehmenden sollen tiefgehendes Know-how für die in FE-Softwares verwendeten physikalischen Modelle und mathematischen Methoden erlangen.

Lehrinhalte

• Einführung: Indexnotation von Tensoren, numerische Methoden • Nichtlineare Phänomene: geometrische Effekte, Materialverhalten, Randbedingungen • Grundlagen der Kontinuumsmechanik: Kinematik, Bilanzgleichungen, Materialmodelle (hyper-, hypo-elastisch, elasto-plastisch) • Finite-Elemente-Methode: isoparametrische Transformation, Diskretisierung der schwachen Form; Lösung nichtlinearer Systeme • Spezielle Strukturelemente: geometrisch exakter Balken, Schalen • Kontaktprobleme

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Numerische Methoden in der StrukturmechanikPJWiSede2
Numerische Methoden in der StrukturmechanikVLWiSede2
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Numerische Methoden in der Strukturmechanik (PJ):

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

Numerische Methoden in der Strukturmechanik (VL):

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

Vorlesung mit Tafel und Rechenvorführung; Erläuterung der theoretischen Grundlagen und Lösungsverfahren; Berechnen von Problemen; Beispielrechnungen mit FE-Programmen und Bearbeitung von Aufgaben in Kleingruppen.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Strukturmechanik I Numerische Implementierung der (nicht)linearen FEM

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache(n)

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:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
J. Fish, T. Belytschko: A First Course in Finite Elements. Wiley, 2007.
O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, J. Z. Zhu: The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. Butterworth-Heinemann, 2013.
P. Wriggers: Nichtlineare Finite-Element-Methoden. Springer, 2001.
T. Belytschko, W. K. Liu, B. Moran, K. Elkhodary: Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures. Wiley, 2014.

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Biomedizinische Technik (M. Sc.)17WiSe 2022/23SoSe 2025
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (B. Sc.)16WiSe 2022/23SoSe 2025
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)17WiSe 2022/23SoSe 2025
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)17WiSe 2022/23SoSe 2025
Maschinenbau (B. Sc.)18WiSe 2022/23SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (B. Sc.)224WiSe 2022/23SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)224WiSe 2022/23SoSe 2025
Produktionstechnik (M. Sc.)18WiSe 2022/23SoSe 2025
Schiffs- und Meerestechnik (M. Sc.)17WiSe 2022/23SoSe 2025
Technomathematik (M. Sc.)16WiSe 2022/23SoSe 2025
Verkehrswesen (B. Sc.)17WiSe 2022/23SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe