Mechanik, insbesondere Strukturmechanik und Strukturberechnung

Numerische Methoden in der Strukturmechanik

  • Das Modul wird voraussichtlich angeboten im WS 2024/25
  • Kontakt:
  • Vorlesungsankündigung
  • aktueller ISIS-Kurs
  • Modulbeschreibung

Lernziele

Computersimulationen bilden eine Basis für die Optimierung von Produkten und Fertigungsprozessen bereits in frühen Entwicklungsphasen. Insbesondere die FEM wird für die Modellierung, Simulation und gezielte Analyse von Strukturen eingesetzt. Unter Verwendung geeigneter Materialmodelle ermöglichen die Simulationen ein tieferes Verständnis von Material- und Struktureigenschaften.

In dieser Veranstaltung werden die Grundlagen der Kontinuumsmechanik und der FEM für finite Verformungen behandelt. Darauf aufbauend werden erweiterte Simulationstechniken für spezielle Strukturelemente und Kontaktprobleme entwickelt. Begleitend zu den theoretischen Kenntnissen werden praktische Beispiele berechnet. Die Teilnehmenden sollen tiefgehendes Know-how für die in FE-Softwares verwendeten physikalischen Modelle und mathematischen Methoden erlangen.

 

Lehrinhalte

  • Einführung: Indexnotation von Tensoren, numerische Methoden
  • Nichtlineare Phänomene: geometrische Effekte, Materialverhalten, Randbedingungen
  • Grundlagen der Kontinuumsmechanik: Kinematik, Bilanzgleichungen, Materialmodelle (hyper-, hypo-elastisch, elasto-plastisch)
  • Finite-Elemente-Methode: isoparametrische Transformation, Diskretisierung der schwachen Form; Lösung nichtlinearer Systeme
  • Spezielle Strukturelemente: geometrisch exakter Balken, Schalen
  • Kontaktprobleme