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FEM

Grundlagen und Anwendungen der Finite-Elemente-Methode

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Die CAE-Technik als integratives Verfahren zum Konstruieren und Berechnen verändert derzeit die Arbeitsweise der Ingenieure. Als universelles Lösungsverfahren hat sich die Finite-Element-Methode bewährt, die in der Elastostatik, Elastodynamik, Wärmeleitung und Strömungsmechanik anwendbar ist.

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung.- 1.1 Historischer Überblick.- 1.2 Generelle Vorgehensweise.- 1.3 Aussagesicherheit.- 2 Anwendungsgebiete.- 3 Grundgleichungen der linearen Finite-Elemente- Methode.- 3.1 Matrizenrechnung.- 3.2 Gleichungen der Elastostatik.- 3.3 Grundgleichungen der Elastodynamik.- 3.4 Finites Grundgleichungssystem.- 4 Die Matrix-Steifigkeitsmethode.- 5 Das Konzept der Finite-Elemente-Methode.- 5.1 Allgemeine Vorgehensweise.- 5.2 FE-Programmsystem.- 5.3 Mathematische Formulierung.- 5.4 Prinzipieller Verfahrensablauf.- 6 Wahl der Ansatzfunktionen.- 7 Elementkatalog für elastostatische Probleme.- 7.1 3D-Balken-Element.- 7.2 Scheibenelemente.- 7.3 Plattenelemente.- 7.4 Schalen-Elemente.- 7.5 Volumen-Elemente.- 7.6 Kreisring-Element.- 8 Kontaktprobleme.- 8.1 Problembeschreibung.- 8.2 Eine Lösungsmethode für Kontaktprobleme.- 8.3 Lösung zweidimensionaler quasistatischer Kontaktprobleme.- 9 FEM-Ansatz für dynamische Probleme.- 9.1 Virtuelle Arbeit in der Dynamik.- 9.2 Elementmassenmatrizen.- 9.3 Dämpfungsmatrizen.- 9.4 Eigenschwingungen ungedämpfter Systeme.- 9.5 Freie Schwingungen.- 9.6 Erzwungene Schwingungen.- 9.7 Beliebige Anregungsfunktion.- 10 Grundgleichungen der nichtlinearen Finite-Elemente-Methode.- 10.1 Lösungsprinzipien für nichtlineare Aufgaben.- 10.2 Nichtlineares Elastizitätsverhalten.- 10.3 Plastizität.- 10.4 Geometrische Nichtlinearität.- 10.5 Instabilitätsprobleme.- 11 Finite-Elemente-Lösung von Wärmeleitungsproblemen.- 11.1 Physikalische Grundlagen.- 11.2 Diskretisierte Wärmeleitungsgleichung.- 11.3 Lösungsverfahren.- 11.4 Rückrechnung zu den mechanischen Kennwerten.- 12 Grundregeln der FEM-Anwendung.- 12.1 Elementierung.- 12.2 Netzaufbau.- 12.3 Bandbreiten-Optimierung.- 12.4 Genauigkeit der Ergebnisse.- 13 Die Optimierungsproblematik.- 13.1Formulierung einer Optimierungsaufgabe.- 13.2 Variation der Parameter.- 13.3 Biotechnische Strategie.- 13.4 Selektive Kräftepfadoptimierung.- Übungsaufgabe 4.1.- Übungsaufgabe 5.1.- Übungsaufgabe 5.2.- Übungsaufgabe 5.3.- Übungsaufgabe 5.4.- Übungsaufgabe 5.5.- Übungsaufgabe 5.6.- Übungsaufgabe 5.7.- Übungsaufgabe 5.8.- Übungsaufgabe 6.1.- Übungsaufgabe 7.1.- Übungsaufgabe 7.2.- Übungsaufgabe 9.1.- Übungsaufgabe 9.2.- Übungsaufgabe 9.3.- Übungsaufgabe 11.1.- Mathematischer Anhang.- Sachwortverzeichnis.

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Produktdetails

Erscheinungsdatum
09. März 2013
Sprache
deutsch
Auflage
3., überarb. Aufl. 1999
Seitenanzahl
346
Dateigröße
27,08 MB
Reihe
Studium Technik
Autor/Autorin
Bernd Klein
Verlag/Hersteller
Originalsprache
deutsch
Kopierschutz
mit Wasserzeichen versehen
Produktart
EBOOK
Dateiformat
PDF
ISBN
9783322928566

Portrait

Bernd Klein

Prof. Dr. - Ing. Bernd Klein lehrt an der Gesamthochschule Kassel Leichtbau, CAD und Konstruktionstechnik.

Pressestimmen

"Die sehr gute Formelzeichensammlung, ein wohl ausreichendes Sachwortverzeichnis, der klare mathematische Aufbau und die guten Bilder erleichtern sicher den Einstieg in dieses Gebiet." (Konstruktion, 5/99)

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