Finite Elemente Methode SoSe-22

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Institut für Feinwerktechnik und Elektronik-Design | Sommersemester 2022

Finite Elemente Methode SoSe 2022

Finite Elemente Methode (SoSe 2022 - Präsenz)


Die Einschreibung findet über den Opalkurs statt.
Beginn der Lehrveranstaltung ist die erste Übung am 14.04.2022 um 13 Uhr (4. DS) im Raum BAR II/20a.

Achtung: Zum ersten Übungstermin unbedingt die persönlichen Zugangsdaten des ZIH-Accounts bereithalten (Benutzername=s-Nummer oder Alias / ZIH-Kennwort)!
Hinweise: zur Arbeit im PC-Pool und zur Anmeldung im RFID-Schließsystem (PDF).

Teilnehmer an dieser Lehrveranstaltung sollten über einen privaten Zugang zu einem 64-Bit-Windows-Computer verfügen. Auf diesem muss die erforderliche (kostenlos verfügbare) Software installiert und genutzt werden können (Empfohlen: "Mittelklasse"-Computer ab 4 GByte RAM / mindestens Dual-Core-CPU / freier Festplattenplatz > 50 GByte).

 

Die effektive Nutzung der Finite Element Methode (FEM) erfordert neben dem Wissen um die theoretischen Grundlagen dieser Methode auch die Fertigkeit, die verfügbaren Software-Tools richtig anwenden zu können.

 

Am Beispiel frei in der Lehre nutzbarer Software werden in der Lehrveranstaltung die einzelnen Prozess-Schritte bei der Erstellung von Finite Element Modellen, deren Berechnung und der Auswertung der erhaltenen Ergebnisse geübt. Die Verallgemeinerung dieser grundlegenden Prozess-Schritte bildet die Grundlage, um darauf aufbauend auch andere FEM-Tools nach kurzer Einarbeitungszeit einsetzen zu können.

 

Folgende Software kommt in der zum Semesterstart aktuellen Version zum Einsatz:

- Autodesk Fusion 360

- Ansys Student mit den Komponenten Workbench, Mechanical und SpaceClaim

- FEMM

- OptiY als Analyse- und Optimierungstool (Download-Link über Opal verfügbar)

 

Die Vermittlung der erforderlichen theoretischen Grundlagen der FEM bewegt sich in diesem Lehrfach auf einem qualitativ-anschaulichen Niveau. Damit hat auch der Einsteiger die Möglichkeit, schnell zu theoretisch fundierten Modellen zu gelangen und die Ursachen numerischer Effekte bei der Simulation und Auswertung zu durchschauen.

 

Anhand von 6 Übungskomplexen wird am Beispiel unterschiedlicher physikalischer Domänen das selbstständige Entwickeln und Nutzen von Simulationsmodellen individuell geübt:

 

Übungstermine donnerstags 2.Wo. in BAR II/20a:

Gr. A 4.DS

Gr. B 5.DS

*Einführung

Präludium (Ziele & Software-Installation)

 vor der 1. Übung!

*Komplex1

FEM-Prozess (Beispiel "flaches Bauteil))

14.04.

*Komplex2

Mechanik (mit Bauteil-Kontakten)

28.04.

*Komplex3

Elektrostatisches Feld (elektr. Kapazität)

12.05.

*Komplex4 Elektrisches Flussfeld (ohm. Widerstand) 02.06.

*Komplex5

Statische Magnetfeldberechnung

23.06.

-Komplex6 Strukturoptimierung mit bionischen Prinzipien 07.07.
  Workshop Neue CAE-Technologien (mit Johannes Kaindl,
Education Account Manager Engineering,
Autodesk GmbH München)
14.07. 13 Uhr
Ort folgt

↑ .PDF
(im Notfall!)

↑ www.optiyummy.de

(bevorzugt nutzen, da mit URL & Zusatz-Info!)

 

*Werkstoff

Werkstofftabelle für die Übungen

 

 

  Prüfung

Die Ergebnisse der Übungen
werden als Abschluss anerkannt!

 

Evaluierung (PDF):  2019 , 2021 - überwiegend positiv!

 

Achtung:
Nur die mit vorangestellten Stern * markierten Übungsanleitungen sind überarbeitet und für die Nutzung im Sommer-Semester 2022 freigegeben!

  • Vorrausetzung für den Leistungsnachweis ist die erfolgreiche Lösung der 6 Übungsaufgaben.

  • Der Bearbeitungsaufwand pro Übungskomplex beträgt im Durchschnitt 17 Stunden!

  • Aus den bewerteten Ergebnissen der Übungen wird die Abschlussnote gebildet.

Die geforderten Lösungen (á max. 10 Punkte) laden die eingeschriebenen Teilnehmer bis zum nächsten Übungstermin bzw. zu einem benannten Termin (spätestens 10 Uhr) bei Opal hoch.

 

 

Verspätete Lösungseinsendungen:
10:00 Uhr → pro angefangenem Tag Verspätung gibt es 1 Minusunkt!
 

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Christoph Steinmann

Die effektive Nutzung der Finite Element Methode (FEM) erfordert neben dem Wissen um die theoretischen Grundlagen dieser Methode auch die Fertigkeit, die verfügbaren Software-Tools richtig anwenden zu können.

 

Am Beispiel frei in der Lehre nutzbarer Software werden in der Lehrveranstaltung die einzelnen Prozess-Schritte bei der Erstellung von Finite Element Modellen, deren Berechnung und der Auswertung der erhaltenen Ergebnisse geübt. Die Verallgemeinerung dieser grundlegenden Prozess-Schritte bildet die Grundlage, um darauf aufbauend auch andere FEM-Tools nach kurzer Einarbeitungszeit einsetzen zu können.

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