Finite Elemente Methode (SoSe 2025)
Die Einschreibung bitte im Opalkurs vornehmen. Beginn der Lehrveranstaltung ist für alle Teilnehmer die Einführungsveranstaltung am 09.04.2025 um 14:50 Uhr (5. DS) im Raum BAR I89. Die Übungen finden anschließend immer donnerstags 13 Uhr in Gruppen im Raum BAR II/20a statt.
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).
Inhalt
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
- 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:
Termine
| Freigabe | Übungstermine donnerstags in BAR II/20a | Donnerstag 4.(A) + 5.(B) DS |
|
|---|---|---|---|
| * | Einstieg | Präludium (Ziele & Software-Installation) | vor der 1. Übung! |
| Einführungsvortrag | Gemeinsame Vorlesung zu FEM & Optimierung | 09.04. 5.DS BAR 218 | |
| * | Komplex1 | FEM-Prozess (Beispiel "flaches Bauteil) | 10.04. |
| * | Komplex2 | Mechanik (mit Bauteil-Kontakten) | 24.04. |
| * | Komplex3 | Elektrostatisches Feld (elektr. Kapazität) | 08.05. |
| * | Komplex4 | Elektrisches Flussfeld (ohm. Widerstand) | 22.05. |
| * | Komplex5 | Statische Magnetfeldberechnung | 19.06. |
| * | Komplex6 | Strukturoptimierung mit bionischen Prinzipien | 10.07. |
| ↑ .PDF ↑ | ↑ Webversion ↑ | ||
| Workshop | Neue CAE-Technologien (mit Johannes Kaindl, Education Account Manager Engineering, Autodesk GmbH München) | Termin folgt | |
| * | Werkstoff | Werkstofftabelle für die Übungen | ohne Lösungsabgabe |
| Prüfung | Die Ergebnisse der Übungen werden als Abschluss anerkannt! | Entschuldigtes Fehlen an max. 2 Terminen zulässig! | |
Evaluierung (PDF): 2019, 2021, 2024 - überwiegend positiv!
Achtung:
Nur die mit vorangestellten Stern * markierten Übungsanleitungen sind überarbeitet und für die Nutzung im Sommer-Semester 2025 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 (à 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
Hinweis: Diese Lehrveranstaltung wird jeweils im Sommersemester angeboten.