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Springer Vieweg - Maschinenbau - CAx & Konstruktion | FEM - Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau

FEM

Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau

Klein, Bernd

9. Aufl. 2012, XIV, 413S. 231 Abb.. Mit 12 Fallstudien und 20 Übungsaufgaben.

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ISBN 978-3-8348-2134-8

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  • FEM-Wissen praxisnah durch Fallstudien

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, CAE und Betriebsfestigkeit.

Content Level » Upper undergraduate

Stichwörter » Balkenelement - Bauteiloptimierung - Dämpfungsmatrix - Eigenwertmatrix - Elastostatik - Elementkatalog - Instabilitätsproblem - Kontaktproblem - Materialnichtlinearität - Matrix-Steifigkeitsmethode - Mehrkörpersystem - Netzaufbau - Plastizität - Qualitätssicherung - Spannungsverteilung - Systemverschiebungsvektor - Verzerrungsmatrix - Wärmeübertragungsproblem - numerische Integration - virtuelle Produktentwicklung

Verwandte Fachbereiche » CAx & Konstruktion

Inhaltsverzeichnis 

Anwendungsfelder und Software - Grundgleichungen - Matrix-Steifigkeitsmethode - Elementkatalog für elastostatische Probleme - Kontaktprobleme - FEM Ansatz für dynamische Probleme - Wärmeübertragungsprobleme - Mehrkörpersysteme - Optimierungsproblematik - Grundregeln der FEM-Anwendung - Fallstudien und Übungsaufgaben

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