FEM (PDF)

Die rechnerunterstützte, virtuelle Produktentwicklung ist heute in der Industrie Realität geworden. Methodisch führt dies zur Verknüpfung von 3-D-CAD, MKS, FEM, STRUOPT und Rapid-Prototyping zu einem integrativen Konzept. Hiermit sind die Ingenieure gefordert, rechnerunterstützte Arbeitstechniken gründlich zu erlernen. Kern der CAE-Technik ist aber die Finite-Element-Methode (FEM), die als universelles Analysewerkzeug tiefe Einblicke in die Elastik, Dynamik, Mehrkörper-Kinematik sowie das thermische- und strömungs-mechanische Verhalten von Bauteilen und Systemen ermöglicht. Auf Basis dieser Simulationen sind sichere Auslegungen möglich, womit sich Innovations- und Erprobungszeiten verkürzen lassen. Durch die hohe Aussagequalität, den  frühzeitigen Erkenntnisgewinn und  die Kostenersparnis amortisieren sich FEM-Anwendungen meist sehr schnell.

Dieses Lehr- und Übungsbuch stellt in anschaulicher Weise die FE-Methode und die Anwendungsprobleme in einem CAE-Umfeld da. Ausgearbeitete  Fallstudien sowie zusätzliche

Übungsaufgaben unterstützen geeignet das Selbststudium.  

Der Inhalt

. Grundlagen der FEM
. Verständnis des Ablaufs und der programmtechnischen Realisierung
. Elementbeschreibung, Konvergenzverhalten, Vernetzung und Gleichungslösung
. Lösung von linearen und nichtlinearen Festigkeitsproblemen
. exemplarische Behandlung von Mehrkörperstrukturen (MKS), Dynamik, Wärmeübertragung und Multiphysik sowie
. Anwendungsregeln, Fehlervermeidung und QS von Ergebnissen

Zu allen Problemgebieten werden gelöste Fallstudien sowie Verständnisaufgaben gezeigt.

Die Zielgruppen

Studierende an Fachhochschulen und Technischen Universitäten, Ingenieure in der Praxis

Der Autor
Dr.-Ing. Bernd Klein ist Universitätsprofessor an der Universität Kassel, Arbeitsgebiete: Leichtbau, CAEund Betriebsfestigkeit.