FEM

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

  • Bernd Klein

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages 1-1
  2. Bernd Klein
    Pages 1-10
  3. Bernd Klein
    Pages 11-15
  4. Bernd Klein
    Pages 34-40
  5. Bernd Klein
    Pages 41-88
  6. Bernd Klein
    Pages 89-92
  7. Bernd Klein
    Pages 182-201
  8. Bernd Klein
    Pages 202-246
  9. Bernd Klein
    Pages 266-278
  10. Bernd Klein
    Pages 279-296
  11. Bernd Klein
    Pages 297-305
  12. Bernd Klein
    Pages 306-323
  13. Back Matter
    Pages 325-325

About this book

Introduction

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.

Keywords

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

Authors and affiliations

  • Bernd Klein
    • 1
  1. 1.FB 15 MaschinenbauUniv. KasselKasselGermany

Bibliographic information

Industry Sectors
Pharma
Automotive
Chemical Manufacturing
Biotechnology
Electronics
Telecommunications
Consumer Packaged Goods
Energy, Utilities & Environment
Aerospace
Oil, Gas & Geosciences
Engineering