FEM [electronic resource] : Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau /
Klein, Bernd.author.
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.
Bibliographic Level Mode of Issuance: Monograph
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.
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.
Engineering design.
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