Software: FEM - Tutorial

↑ weitere FEM-Systeme für die Lehre

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Praktische Einführung in die Finite Element Methode (FEM)

(Online-Kurs mit 6 Übungen)

Autor: Dr.-Ing. Alfred Kamusella

In dem Maße, in dem eine Technologie allgegenwärtig wird, wird sie auch unsichtbar.

Das Maß für den Erfolg einer Technologie besteht darin, wie unsichtbar sie wird.

- frei nach Kevin Kelly in NetEconomy -

Am Beispiel für Lehrzwecke kostenlos verfügbarer FEM-Programme werden in diesem Tutorial folgende Problemkreise behandelt:

• Grundlagen des FEM-Prozesses für unterschiedliche physikalische Domänen
• Methodik zum Aufbau parametrisierter Finite-Element-Modelle,
• Einbindung von FEM-Modellen in einen Experiment-Workflow zur Analyse und Optimierung,
• Gewinnung von Übertragungsfunktionen als Ersatzmodelle für die Systemsimulation,
• Strukturoptimierung von Bauteilen.

A. Präludium

• Einleitung
• Zielstellung der Übungen
• Verwendete Software:
  • FEMM-Installation
  • Z88Aurora/Z88Arion-Installation
  • Autodesk AutoCAD (Installation und Benutzer-Oberfläche) = Geometrie-Editor für Z88-Programme
  • Autodesk Inventor (Installation und Benutzer-Oberfläche) ← Übungen bald nur mit "Fusion 360"!
  • Autodesk Fusion 360 (Schnellstart)
• "Literatur"-Empfehlung: CADFEM-Wiki (Grundlagen zur FEM)

B. Übungsbausteine

1. FEM-Prozess (am Beispiel "flaches Bauteil")
2. 3D-Mechanik (mit Kontakten zwischen Bauteil-Oberflächen)
3. Elektrostatisches Feld (elektr. Kapazität) <--- wird noch um Autodesk Fusion erweitert
4. Elektrisches Flussfeld (ohm. Widerstand)
5. Magnetfeld (Elektromagnet)
6. Optimierung mech. Strukturen mit bionischen Prinzipien <--- wird noch auf Autodesk Fusion umgestellt

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Archiv:

• Tabelle mit Materialdaten
• Übungen (Stand 2013) mit der FEMAP-Demoversion
• Übungen (Stand 2017) mit Autodesk Simulation Mechanical
• Übungen (Stand 2019) mit Autodesk Inventor Professional
• Beispiele mit dem FEMM-Programm
• Hinweise zum Aufbau einer Autodesk-Materialbibliothek (PDF) - Autor: Felix Kirsten

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