BWP502: Finite-Elemente-Berechnungen in der Konstruktion (mit Praktikum)

Wahlpflichtmodule

BWP502: Finite-Elemente-Berechnungen in der Konstruktion (mit Praktikum)

Kurzporträt BWP502: Finite-Elemente-Berechnungen in der Konstruktion (mit Praktikum)
Worum geht es? In diesem Modul lernen Studierende die Finite-Elemente-Methode als Werkzeug für typische Konstruktionsaufgaben kennen. Studierende untersuchen einfache Bauteile, Maschinenelemente, Schrauben- und Schweißverbindungen rechnergestützt. Dabei prüfen Studierende, ob die Ergebnisse plausibel sind und zu klassischen Auslegungsformeln passen.
Wofür braucht man es? FEM-Berechnungen werden in der Konstruktion genutzt, um Festigkeit, Funktion und Machbarkeit von Bauteilen effizient zu bewerten. Das Modul schafft außerdem eine Grundlage für weiterführende Themen der rechnergestützten Produktentwicklung.
Wieso ist es interessant? Nicht jede technische Frage lässt sich allein mit einer Handrechnung beantworten. Das Modul zeigt, wie Simulation hilft, Belastungen und Schwachstellen in Konstruktionen sichtbar zu machen.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Jaan Unger

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Jaan Unger

Verwendbarkeit
  • Bachelor Elektrotechnik
  • Bachelor Maschinenbau
  • Bachelor Mechatronik und Robotik
Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Wahlpflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

jährlich

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

2 V | 1 Ü | 1 P | - S

Workload
Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.
Engl. Titel

Finite Element Analysis in Mechanical Design

Empfohlene Voraussetzungen
  • BB004: Grundlagen der Mechanik: Statik, Freischnitt, Gleichgewichtsbedingungen und mechanische Grundmodelle.
  • BMB201: Festigkeitslehre - Elastostatik: Spannungen, Dehnungen, Biegung, Torsion und rechnerische Bewertung der Tragfähigkeit von Bauteilen.
  • BMB102: Dynamik: Kinematik und Kinetik bewegter mechanischer Systeme.
Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden können einfache Fragestellungen des Industriealltags mit Berechnungen der Finite-Elemente-Methode (FEM) bearbeiten und deren Ergebnisse verifizieren. Sie sind in der Lage die für die Fragestellung entscheidenden Größen zu identifizieren,

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

die Grundzüge der FEM erlernen und Grundlagen deren Modellbildung für klassische Problemstellungen kennen- und beherrschen lernen. Indem sie ihre Ergebnisse mit Hilfe der Kompetenzen und des Wissens aus den vorangegangenen Fächern verifizieren,

WOZU

um in der Lage zu sein, Konstruktionen effizient und korrekt im Hinblick auf Festigkeit, Funktion und Machbarkeit zu bewerten. Um die Voraussetzungen für das Verständnis weiterführender Fächer der rechnergestützten Produktentwicklung zu erlangen.

Inhalte
  • Grundlagen der FEM (mathematische Grundidee, Anwendungsbereiche, typische Arbeitsabläufe, Konvergenz, Randbedingungen, Symmetrie)
  • Berechnungen klassischer Maschinenelemente und deren Verifizierung durch Auslegungsformeln
  • Berechnung von Schrauben- und Schweißverbindungen und deren Verifizierung durch analytische Ansätze
Prüfungsvorleistung

aktive Praktikumsteilnahme

Prüfungsleistung

Klausur, 120 Minuten

Literatur
  • Bathe, K.-J.: Finite-Elemente-Methoden, Springer, 2001
  • Wriggers, P.: Nichtlineare Finite-Elemente-Methoden, Springer, 2001