Software: FEM - Tutorial - 3D-Mechanik - Z88 - Strukturmechanik

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FEM in der Strukturmechanik

Nach den vielen Teilschritten innerhalb der umfangreichen Übungsanleitung nun wieder ein kurzer zusammenfassender Rückblick auf das bereits erworbene Wissen:

Im ersten Übungskomplex wurden am Beispiel eines einfachen Bauteils folgende Aspekte behandelt:

• Grundprozess der Finite-Elemente-Simulation,
• Grundprinzip elastostatischer Finite-Elemente-Modelle,
• Methoden der Finite-Elemente-Vernetzung und
• Modalanalyse zur Bestimmung von Eigenfrequenzen und Eigenformen

Im zweiten Übungskomplex erfolgte eine umfangreiche Vertiefung des Wissens zur elastostatischen FE-Simulation am Beispiel einer einfachen Baugruppe in Hinblick auf die:

• Wechselwirkung zwischen Bauteilen auf Basis von Kontaktelementen bei separater Bauteil-Vernetzung,
• Entwicklung strukturierter 3D-Netze,
• Einsparung "verklebter Kontakte" durch strukturierte Netze
• Nutzung von 2D-Modellen bei rotationssysmmetrischen Geometrien und Belastungen
• Berücksichtigung von Körperlasten (Schwerkraft, Fliehkraft, thermische Dehnung)
• Einbeziehung nichtlinearer Effekte durch nichtlineare Solver und nichtlineare Materialeigenschaften

Grundlagen der FEM-Anwendung in der Strukturmechanik

• Die Strukturmechanik als Technik-Disziplin beschäftigt sich mit der Berechnung von Verformungen, Kräften und inneren Spannungen in Festkörpern.
• Die Finite-Elemente-Methode ist inzwischen das wichtigste Werkzeug für Berechnungen innerhalb der Strukturmechanik.
• Mit dem bisher erarbeiteten Wissen zur elastostatischen Finite-Elemente-Simulation sollte man in der Lage sein:
  1. neue elastostatische Probleme auch mit anderer FEM-Software zu lösen und
  2. sich das Wissen für die Behandlung zeitabhängiger Probleme selbstständig zu erarbeiten.

Insbesondere innerhalb der Gerätetechnik benötigt man in Ergänzung zur Strukturmechanik neben dem Wärmeaspekt auch Möglichkeiten zur Behandlung elektrischer und magnetischer Felder. Diese Felder bilden die Schwerpunkte der nächsten drei Übungskomplexe.

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