Eindimensionale Finite Elemente

Ein Einstieg in die Methode

  • Markus Merkel
  • Andreas Öchsner

Table of contents

  1. Front Matter
    Pages I-XXIII
  2. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 1-4
  3. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 5-30
  4. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 31-49
  5. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 51-61
  6. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 63-111
  7. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 113-132
  8. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 133-160
  9. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 161-214
  10. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 215-238
  11. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 239-277
  12. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 279-319
  13. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 321-333
  14. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 335-367
  15. Markus Merkel, Andreas Öchsner
    Pages 369-383
  16. Back Matter
    Pages 385-428

About this book

Introduction

Die Finite-Elemente-Methode wird in dieser Einführung in ihrer Komplexität auf eindimensionale Elemente heruntergebrochen. Somit bleibt die mathematische Beschreibung weitgehend einfach und überschaubar.

Das Augenmerk liegt in jedem Kapitel auf der Erläuterung der Methode und deren Verständnis. 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.

Diese Herangehensweise ermöglicht das methodische Verständnis wichtiger Themenbereiche, wie z.B. Plastizität oder Verbundwerkstoffe, und gewährleistet einen einfachen Einstieg in weiterführende Anwendungsgebiete. Ausführliche durchgerechnete und kommentierte Beispiele und weiterführende Aufgaben mit Kurzlösung im Anhang unterstützen den Lernerfolg.

In der zweiten Auflage dieses Lehrbuches wurden alle graphischen Darstellungen überarbeitet, die Wärmeleitung bei den Stabelementen ergänzt und Spezialelemente als neues Kapitel aufgenommen. Auch wurde das Prinzip der virtuellen Arbeiten zur Ableitung der Finite-Elemente-Hauptgleichung eingeführt.  

Der Inhalt

Einleitung - Motivationen zur Finite-Elemente-Methode - Stabelement - Torsionselement - Biegeelement - Allgemeines 1D-Element -  Ebene und räumliche Rahmenstrukturen - Balken mit Schubanteil - Balken aus Verbundmaterial - Nichtlineare Elastizität - Plastizität - Stabilität (Knickung) - Dynamik - Spezialelemente (Elastische Bettung - Unendliche Ausdehnung - Spannungssingularität).

Die Zielgruppen

Studierende des Maschinenbaus sowie Berechnungsingenieure in der Berufspraxis

Die Autoren

Prof. Dr.-Ing. Markus Merkel

studierte Maschinenbau an der Universität Erlangen-Nürnberg und promovierte dort am Lehrstuhl für Technische Mechanik. Er ist seit 2004 Professor an der Hochschule Aalen und vertritt die Finite-Elemente-Methode in der Lehre.

Prof. Dr.-Ing. Andreas Öchsner

studierte Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart und promovierte an der Universität Erlangen-Nürnberg. Er ist seit 2014 Professsor für Maschinenbau an der Griffith University in Australien und u.a. für die Ausbildung der Studierenden in der Finite-Elemente-Methode verantwortlich.

Keywords

Dynamik Eindimensionale Elemente Elastizität FEM Finite Elemente Finite-Elemente-Methode Nichtlinearitäten Plastizität Stabelemente Statik

Authors and affiliations

  • Markus Merkel
    • 1
  • Andreas Öchsner
    • 2
  1. 1.Zentrum für virtuelle ProduktentwicklungHochschule für Technik und WirtschaftAalenGermany
  2. 2.Griffith School of EngineeringGriffith UniversitySouthportAustralia

Bibliographic information