M457 – Finite Element Method / Dynamics of Machines

Module
Finite Element Method / Dynamics of Machines
FEM / Maschinendynamik
Module number
M457
Version: 1
Faculty
Mechanical Engineering
Level
Bachelor/Diploma
Duration
2 Semester
Semester
2 semesters, start summer semester
Module supervisor

Prof. Dr.-Ing. Ines Hofinger
ines.hofinger(at)htw-dresden.de
Lecturer(s)

Prof. Dr.-Ing. Matthias Berner
matthias.berner(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "FEM 1" ,"FEM 2"

Prof. Dr.-Ing. Ines Hofinger
ines.hofinger(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "FEM 1" ,"FEM 2" ,"Maschinendynamik"

Prof. Dr.-Ing. Eckehard Kullig
eckehard.kullig(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "FEM 1" ,"FEM 2"
Course language(s)

German
in "FEM 1"

German
in "FEM 2"

German
in "Maschinendynamik"
ECTS credits

6.00 credits
1.00 credits in "FEM 1"
3.00 credits in "FEM 2"
2.00 credits in "Maschinendynamik"
Workload

180 hours
30 hours in "FEM 1"
90 hours in "FEM 2"
60 hours in "Maschinendynamik"
Courses

6.00 SCH (4.00 SCH Lecture | 2.00 SCH Seminar)
1.00 SCH (1.00 SCH Lecture) in "FEM 1"
3.00 SCH (1.00 SCH Lecture | 2.00 SCH Seminar) in "FEM 2"
2.00 SCH (2.00 SCH Lecture) in "Maschinendynamik"
Self-study time

90.00 hours
15.00 hours in "FEM 1"
45.00 hours in "FEM 2"
30.00 hours in "Maschinendynamik"
Pre-examination(s)

Paper
in "FEM 2"

Paper
in "Maschinendynamik"
Examination(s)

Oral examination
Module examination | Examination time: 15 min | Weighting: 100%
in "FEM 2"
Form of teaching
FEM 1:
  • Vorlesung
FEM 2:
  • Vorlesung
  • Übung
Maschinendynamik:
  • Vorlesung
Media type
No information
Instruction content/structure
FEM 1:
  • Einführung in die FEM
    • Grundanliegen
    • Ablauf und Umfang einer FEM-Analyse
    • Beispiele
    • Überblick unterschiedlicher Elemente
  • Anwendung der FEM auf Fachwerke
    • Das 2-Knoten-Stabelement
    • Aufbau des FEM-Gleichungssystems
    • Lösung des Gleichungssystems und Berechnung abgeleiteter Ergebnisse
  • Anwendung der FEM auf Balkentragwerke
    • Das 2-Knoten-Balkenelement
    • Überlagerung von Längskraft und Biegung
    • Schubstarre und schubweiche Elemente
  • Anwendung der FEM auf zweidimensionale Bauteile
    • Dreieck- und Viereckelemente, isoparametrische Elemente
    • Scheibenzustand
    • Plattenzustand
    • Schalenzustand
  • Anwendung der FEM auf dreidimensionale Bauteile
    • Elementtypen
    • Bemerkungen zu den FE-Grundgleichungen
  • Anwendung der FEM auf dynamische Probleme
    • Modalanalyse
    • Integration der Bewegungsgleichungen
  • Ausblick
    • Nichtlineare Probleme
    • Bemerkungen zur Anwendung der FEM in der Produktentwicklung
  • Praktische Hinweise zur Einarbeitung in die FEM, Übungen an einfachen Beispielen
    • Einfluss der Vernetzung, Singularitäten
    • Aufbringen von Belastungen und Randbedingungen
    • Auswertung und Darstellung der Ergebnisse
  • Belegarbeit einer selbstgestellten technischen Aufgabe
FEM 2:

siehe FEM 1

Maschinendynamik:
  • Schwingungen linearer Systeme mit einem Freiheitsgrad und konstanten Parametern
  • Starre Maschine
    • Bewegungszustände der Starren Maschine
    • Fundamentbelastung und Schwingungsisolierung
    • Aufstellen der Starren Maschine
    • Massenausgleich und Auswuchten
  • Torsionsschwingungen in Antrieben
  • Biegeschwingungen und kritische Drehzahlen in Maschinenwellen
  • Lineare Vielfachschwinger
Qualification objectives
FEM 1:

Die Studierenden sollen in der Lage sein, technische Aufgaben aus den Bereichen der Festigkeitslehre und Dynamik beim Einsatz von FEM-Software nach korrekter Modellbildung zu bearbeiten und die gewonnenen Ergebnisse zu analysieren sowie damit sinnvolle Modifikationen zur Verbesserung des Systems vorzunehmen.

FEM 2:

siehe FEM 1

Maschinendynamik:

Die Studierenden sollen in der Lage sein, technische Schwingungsaufgaben in Abhängigkeit vom Grad der Dämpfung und der Art der Erregung zu berechnen und daraus Schlussfolgerungen für den Einfluss auf den Schwingungsvorgang zu ziehen.
Social and personal skills
No information
Special admission requirements
No information
Recommended prerequisites
  • Statik
  • Festigkeitslehre
  • Kinematik/Kinetik

siehe FEM 1
Continuation options
No information
Literature
FEM 1:

Umfangreiche Literaturempfehlungen werden in der ersten Vorlesung den Studenten mitgeteilt. Eine kleine Auswahl ist:

  • B. Klein: FEM  Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau, Springer Vieweg, Wiesbaden
  • K. Knothe, H. Wessels: Finite Elemente  Eine Einführung für Ingenieure, Springer-Verlag GmbH, Heidelberg
  • H. R. Schwarz: Methode der finiten Elemente, Teubner Studienbücher, Stuttgart
  • G. Müller, C. Groth: FEM für Praktiker - Band 1: Grundlagen, expert verlag, Renningen
FEM 2:

siehe FEM 1

Maschinendynamik:

Umfangreiche Literaturempfehlungen werden in der ersten Vorlesung den Studenten mitgeteilt. Eine kleine Auswahl ist:

  • H. Dresig, F. Holzweißig: Maschinendynamik, Springer Vieweg, Wiesbaden
  • H. Dresig: Schwingungen mechanischer Antriebssysteme, Modellbildung, Berechnung, Analyse, Synthese, Springer-Verlag GmbH, Heidelberg
  • H. Jäger, R. Mastel, M. Knaebel: Technische Schwingungslehre, Grundlagen - Modellbildung - Anwendungen, Springer Vieweg, Wiesbaden
  • K. Magnus, K. Popp, W. Sextro: Schwingungen - Physikalische Grundlagen und mathematische Behandlung von Schwingungen, Springer Vieweg, Wiesbaden
  • M. Mitschke, H. Wallentowitz: Dynamik der Kraftfahrzeuge, VDI-Buch, Springer-Verlag GmbH, Heidelberg
Current teaching resources
FEM 1:

Lehrmaterial wird vom jeweiligen Dozenten zur Verfügung gestellt.

FEM 2:

siehe FEM 1

Maschinendynamik:

Lehrmaterial wird vom jeweiligen Dozenten zur Verfügung gestellt.
Notes
No information
Link to course/learning resources in OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/28616884245
Close detail view
© Modulux (Version 4.3)