Eindimensionale Finite Elemente

Ein Einstieg in die Methode

Markus Merkel, Andreas Oechsner (Autoren)

Buch | Hardcover

XXIII, 422 Seiten

2010 | 2010. Auflage
Springer Berlin (Verlag)
978-3-642-04991-0 (ISBN)

Infos

Der Grundgedanke dieser Einführung in die Methode der Finiten Element wird von dem Konzept getragen, die komplexe Methode nur anhand eindimensionaler Elemente zu erläutern. Somit bleibt die mathematische Beschreibung weitgehend einfach und überschaubar. Das Augenmerk liegt in jedem Kapitel auf der Erläuterung der Methode und deren Verständnis selbst. Der Leser lernt die Annahmen und Ableitungen bei verschiedenen physikalischen Problemstellungen in der Strukturmechanik zu verstehen und Möglichkeiten und Grenzen der Methode der Finiten Elemente kritisch zu beurteilen. Trotz der einfachen Darstellung an eindimensionalen Elementen steht die exakte wissenschaftliche Formulierung nicht zur Diskussion. Die Beschränkung auf eindimensionale Elemente ist neu für ein Lehrbuch und ermöglicht die Behandlung verschiedenster grundlegender und anspruchsvoller physikalischer Problemstellungen der Strukturmechanik in einem einzigen Lehrbuch. Dieses neue Konzept ermöglicht somit das methodische Verständnis wichtiger Themenbereiche (z.B. Plastizität oder Verbundwerkstoffe), die einem angehenden Berechnungsingenieur in der Berufspraxis begegnen, jedoch in dieser Form nur selten an Hochschulen behandelt werden. Somit ist ein einfacher Einstieg – auch in weiterführende Anwendungsgebiete der Methode der Finiten Elemente – durch das Konzept (a) Einführung in die Grundlagen (b) exakte Ableitung bei Beschränkung auf eindimensionale Elemente (und in vielen Fällen auch auf eindimensionale Probleme) (c) Umfangreiche Beispiele und weiterführende Aufgaben (mit Kurzlösung im Anhang) gewährleistet.

Zur Veranschaulichung wird jedes Kapitel sowohl mit ausführlich durchgerechneten und kommentierten Beispielen als auch mit weiterführenden Aufgaben inklusive Kurzlösungen vertieft. Zudem wird für jedes Kapitel eine ausgewählte Literaturliste angeboten.

Autoren

Markus Merkel ist Professor an der Hochschule Aalen und vertritt dort Konstruktionlehre und Leichtbau. Er ist Leiter des Zentrums für virtuelle Produktentwicklung. Zu seinen Arbeitsschwerpunkten gehört der konstruktionsnahe Einsatz der Finiten Element Methode als Simulationswerkzeug

Andreas Öchsner, born 1970, is Full Professor in the Department Solid Mechanics and Design at the University of Technology Malaysia (UTM), Malaysia and Head of the Advanced Materials and Structure Lab. Having obtained a Diploma Degree (Dipl.-Ing.) in Aeronautical Engineering at the University of Stuttgart (1997), Germany, he spent the time from 1997-2003 at the University of Erlangen-Nuremberg as a research and teaching assistant to obtain his Doctor of Engineering Sciences (Dr.-Ing.). From 2003-06, he worked as Assistant Professor in the Department of Mechanical Engineering and Head of the Cellular Metals Group affiliated with the University of Aveiro, Portugal. His research interests are related to experimental and computational mechanics, cellular metals and thin structures and interphases. His research activities were recognised in 2010 by the award of a higher doctorate degree (D.Sc.) by the University of Newcastle, Australia.

Inhalt

Motivation zur Finite-Elemente-Methode.- Stabelement.- Torsionsstab.- Biegeelement.- Allgemeines 1D-Element.- Ebene und räumliche Rahmenstrukturen.- Balken mit Schubanteil.- Balken aus Verbundmaterial.- Nichtlineare Elastizität.- Plastizität.- Stabilität (Knickung).- Dynamik.

Produkt-Details

• Sprache: deutsch
• Maße: 155 x 235 mm
• Gewicht: 825 g
• Einbandart: gebunden
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• Schlagworte: Dynamik • Elastizität • FEM • Finite-Elemente-Methode • Finite-Elemente-Methode (FEM) • Kontakt • Mechanik • Nichtlinearitäten • Plastizität • Stabilität • Statik • Strukturmechanik
• ISBN-10: 3-642-04991-5 / 3642049915
• ISBN-13: 978-3-642-04991-0 / 9783642049910
• Zustand: Neuware