Eindimensionale Finite Elemente

Ein Einstieg in die Methode
2., neu bearbeitete und ergänzte Auflage 2014
ISBN: 978-3-642-54481-1
Verlag: Springer

Buch, Deutsch, 428 Seiten, Format (B × H): 168 mm x 240 mm, Gewicht: 753 g

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.

Zielgruppe

Studierende des Maschinenbaus sowie Berechnungsingenieure in der Berufspraxis

Autoren/Hrsg.

Öchsner, Andreas

Merkel, Markus

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Maschinenbau Konstruktionslehre, Bauelemente, CAD
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Konstruktionslehre und -technik
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Modellierung & Simulation
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Mathematik für Ingenieure

Inhaltsverzeichnis

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).

Über Autor(innen)

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.