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M622 – FEM / Maschinendynamik
Finite Element Method / Dynamics of Machines
Version: 1
Prof. Dr.-Ing. Ines Hofinger
ines.hofinger(at)htw-dresden.de
Prof. Dr.-Ing. Eckehard Kullig
eckehard.kullig(at)htw-dresden.de
in Veranstaltung "FEM"
Prof. Dr.-Ing. Matthias Berner
matthias.berner(at)htw-dresden.de
in Veranstaltung "FEM"
Prof. Dr.-Ing. Ines Hofinger
ines.hofinger(at)htw-dresden.de
in Veranstaltungen "FEM", "Maschinendynamik"
Deutsch
in Veranstaltung "FEM"
Deutsch
in Veranstaltung "Maschinendynamik"
6.00 Credits
4.00 Credits in Veranstaltung "FEM"
2.00 Credits in Veranstaltung "Maschinendynamik"
180 Stunden
120 Stunden in Veranstaltung "FEM"
60 Stunden in Veranstaltung "Maschinendynamik"
6.00 SWS (4.00 SWS Vorlesung | 2.00 SWS Übung)
4.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 2.00 SWS Übung) in Veranstaltung "FEM"
2.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung) in Veranstaltung "Maschinendynamik"
90.00 Stunden
60.00 Stunden in Veranstaltung "FEM"
30.00 Stunden in Veranstaltung "Maschinendynamik"
Beleg
in Veranstaltung "FEM"
Beleg
in Veranstaltung "Maschinendynamik"
Mündliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 15 min | Wichtung: 100 %
- Vorlesung
- Übung
- Vorlesung
- Präsenzvorlesung
- Ergänzungsfolien
- Anleitungen zur Software
- Präsenzvorlesung
- Ergänzungsfolien
- 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
- 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
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.
Die Studierenden erwerben die Fähigkeit, methodische Konzepte der Lösungsfindung zur Variantenauswahl für die Entwicklung technischer Systeme einzusetzen. Sie sind in der Lage dafür auch Werkzeuge der Modellbildung und Simulation zu nutzen.
Die Studierenden erwerben Kompetenzen, um theoretisch erlangtes Wissen lösungsorientiert einzusetzen. Darüber hinaus sind sie in der Lage fachspezifische Problemstellungen zu abstrahieren und neue, fachübergreifende Anwendungen zu generieren.
Die Studierenden verfügen über zielorientiertes Denk-, Handlungs- und Durchhaltevermögen sowie Beharrlichkeit in fachlichen und persönlichen Situationen.
Die Studierenden können bei fachlichen Problemstellungen nach alternativen Lösungsansätzen suchen.
Veranstaltung "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.
Die Studierenden erwerben Kompetenzen, um theoretisch erlangtes Wissen lösungsorientiert einzusetzen. Darüber hinaus sind sie in der Lage fachspezifische Problemstellungen zu abstrahieren und neue, fachübergreifende Anwendungen zu generieren.
Die Studierenden verfügen über zielorientiertes Denk-, Handlungs- und Durchhaltevermögen sowie Beharrlichkeit in fachlichen und persönlichen Situationen.
- 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
- 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
- Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau