FEM

Beschreibung

Die CAE-Technik als integratives Verfahren zum Konstruieren (CAD), Berechnen (FEM) und Optimieren (CAO) verändert derzeit die Arbeitsweise der Ingenieure. Viele als unlösbar erscheinende Probleme der Technischen Mechanik können heute mit vertretbarem Aufwand rechnerunterstützt gelöst werden. Als universelles und genaues Verfahren hat sich hier die Finite-Elemente-Methode durchgesetzt, die erfolgreich in der Elastostatik, Elastodynamik, Thermodynamik und Strömungslehre anwendbar ist. Mit dem Trend zum CADFEM benötigen zukünftig auch Konstrukteure FEM-Grundlagenwissen.


Die Finite-Element-Methode hat sich seit vielen Jahren im Ingenieurwesen bewährt und wird mittlerweile schon routinemäßig für Berechnungsaufgaben im Maschinen-, Apparate- und Fahrzeugbau eingesetzt. Sie ermöglicht weitestgehend realitätsnahe Aussagen durch Rech nersimulation im Stadium der Bauteil- oder Strukturentwicklung und trägt damit wesentlich zur Verkürzung der gesamten Produktentwicklungszeit bei. Im Zusammenwirken mit CAD zählt heute die FEM als das leistungsfähigste Verfahren, die Ingenieurarbeit zu rationalisie ren und qualitativ zu optimieren. Das Vertrauen in FEM-Rechnungen darf aber nicht nach lässig machen, so haftet der Berechnungsingenieur bei einer falschen Auslegung nach dem BGB, GSG und dem ProdHfG. Insofern sollten die Grundzüge der FE-Methode allen Ingeni euren bekannt sein, um die problemgerechte Einsetzbarkeit und die erzielten Ergebnisse in der Praxis beurteilen zu können. Intention des Buches ist daher der Brückenschlag zwischen Theorie und Praxis sowie einen Überblick zu Anwendungen in der Statik, Dynamik und Wärmeübertragung geben zu wollen. 1. 1 Historischer Überblick Mit der klassischen technischen Mechanik ist es bis heute nicht möglich, komplexe Zusam menhänge in realen Systemen ganzheitlich zu erfassen. Üblicherweise geht man dann so vor, dass ein stark vereinfachtes Modell des Problems geschafft wird, welches gewöhnlich leicht zu lösen ist. Hierbei ist natürlich die Übertragbarkeit der Ergebnisse stets kritisch abzuklären, da die Abweichungen meist groß sind. Allgemeines Bestreben ist es daher, Systeme so rea litätsnah wie nötig für eine Betrachtung aufzubereiten. Von der Vorgehensweise her kann in eine diskrete und eine kontinuierliche Modellbildung unterschieden werden.
Strukturierte Darstellung zum erfolgreichen Einsatz der FEM mit Übungsaufgaben
Die CAE-Technik als integratives Verfahren zum Konstruieren und Berechnen verändert derzeit die Arbeitsweise der Ingenieure. Als universelles Lösungsverfahren hat sich die Finite-Elemente-Methode bewährt, die in der Elastostatik, Elastodynamik, Wärmeleitung und Strömungsmechanik anwendbar ist.

Autor*in

Bernd Klein

Themen in »FEM«

Amis Eichung FEM Finite Element Methode Finite-Elemente-Methode Kontakt Optimierung Steifigkeit Wärme Wärmeleitprobleme Wärmeleitung Wärmeübertragung

Stimmen zu »FEM«

"Die sehr gute Formelzeichensammlung, ein wohl ausreichendes Sachwortverzeichnis, der klare mathematische Aufbau und die guten Bilder erleichtern sicher den Einstieg in dieses Gebiet." (Konstruktion, 5/99)
()

Details

Link teilen