Software: FEM - Tutorial - Einleitung
Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist ein numerisches Verfahren zur näherungsweisen Lösung von partiellen Differentialgleichungen mit Randbedingungen.
Die Lösungen dieser partiellen Differentialgleichungen beschreiben die räumliche und auch zeitliche Verteilung der zugehörigen physikalischen Größen in einem betrachteten Raumgebiet. Man erhält im Ergebnis für das Innere eines räumlichen Objektes z.B.:
- mechanische Spannungen und Verformungen
- Drücke und Strömungen
- Temperaturen
- Verläufe elektrischer und magnetischer Felder
Damit kann man sowohl die Belastung des betrachteten Objekts als auch seine Wirkung auf die Umgebung berechnen. Deshalb ist die praktische Anwendung dieser Methode für Konstrukteure sehr interessant, wenn da nicht die Hürden der Mathematik wären! Leider führt fast jede Einführung zur FEM unweigerlich über die grundlegenden Vektordifferentialgleichungen und über die Verfahren ihrer numerischen Lösung. Das kann den Einstieger schon etwas abschrecken!
FEM-Simulationen in CAD-Umgebungen
Zum Glück gehört die FEM zu den erfolgreichen Technologien. Wer heutzutage mit einem modernen CAD-System arbeitet, wird früher oder später die FEM nutzen, ohne etwas von FEM auf der Bedienoberfläche zu sehen. Sie verbirgt sich dabei z.B. unter dem Begriff "Belastungsanalyse" und bietet dem Konstrukteur nur die ihm geläufigen Fachbegriffe zur Konfiguration des "Belastungsexperiments", zur Durchführung der Simulation und zur Aufbereitung der Simulationsergebnisse.
