Elementauswahl bei Finite-Elemente-Analysen: eine Hilfestellung für den Konstrukteur
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Aachen
Shaker
2003
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2 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
BERECHNUNG
UND
KONSTRUKTION
17
1.1
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
.
17
1.1.1
ARBEITSMITTEL
.
17
1.1.2
ARBEITSMETHODEN
.
19
1.2
ARBEITSMITTEL
FUER
KONSTRUKTION
UND
BERECHNUNG
IN
DER
HEUTIGEN
PRAXIS
.
19
1.3
ANWENDUNG
DER
ARBEITSMITTEL
UND
-METHODEN
IN
DER
ZUKUNFT
.
.
23
1.3.1
TRENDS
.
23
1.3.2
PROBLEME
.
24
1.3.3
ZIELSETZUNG
UND
VORGEHENSWEISE
.
25
2
UNTERSTUETZUNG
DES
KONSTRUKTEURS
27
2.1
FEA
FUER
DEN
KONSTRUKTEUR
.
27
2.2
CAD-IMPORT
.
29
2.2.1
PROGRAMMINTEGRATION,
BENUTZEROBERFLAECHEN
.
29
2.2.2
SCHNITTSTELLEN
.
31
2.2.3
KONSTRUKTIONSGENAUIGKEIT
.
32
2.3
VEREINFACHEN
DER
GEOMETRIE
.
33
2.3.1
DIMENSIONSREDUKTION
.
34
2.3.2
SYMMETRIEN
.
35
2.3.3
DEFEATURING
.
36
2.4
ELEMENTAUSWAHL
.
38
2.5
VERNETZUNG
.
40
2.6
RANDBEDINGUNGEN
.
43
2.7
SPEICHERVERFAHREN
UND
GLEICHUNGSLOESER
.
45
2.8
ERGEBNISAUSWERTUNG
UND
OPTIMIERUNG
.
47
2.9
KONVERGENZ
.
49
INHALTSVERZEICHNIS
2.9.1
P
UND
H-METHODE
.
50
2.9.2
TESTS
.
51
2.9.3
FEHLERABSCHAETZUNG
.
53
2.9.4
FAUSTREGELN
.
57
2.10
ZUSAMMENFASSUNG
UND
ZIELE
DER
ARBEIT
.
60
3
GRUNDLAGEN
DER
FINITE
ELEMENTE
ANALYSE
63
3.1
GRUNDLEGENDE
ANSAETZE
DER
FINITE
ELEMENTE
ANALYSE
.
63
3.1.1
VERSCHIEBUNGSANSATZ
DER
FINITE
ELEMENTE
ANALYSE
.
63
3.1.2
ARBEITSSATZ
.
65
3.2
ABLAUF
EINER
FINITE
ELEMENTE
ANALYSE
.
66
3.2.1
EINGABEDATEN
.
66
3.2.2
FORMATIEREN
.
68
3.2.3
BERECHNEN
DER
ELEMENTSTEIFIGKEITSMATRIZEN
.
68
3.2.4
COMPILATION
.
70
3.2.5
EINBAU
DER
RANDBEDINGUNGEN
.
71
3.2.6
BERECHNEN
DER
ERGEBNISSE
.
71
3.3
HERLEITUNG
EINER
ELEMENTSTEIFIGKEITSMATRIX
.
72
4
AUSWAHL
DER
ELEMENTE
UND
ANSATZFUNKTIONEN
77
4.1
ELEMENTE
.
77
4.1.1
EINDIMENSIONALE
ELEMENTTYPEN
.
78
4.1.2
ZWEIDIMENSIONALE
ELEMENTTYPEN
.
79
4.1.3
DREIDIMENSIONALE
ELEMENTTYPEN
.
80
4.2
ANSATZFUNKTIONEN
.
81
4.3
EINFUEHRENDES
BEISPIEL
.
82
4.4
SPANNUNGSZUSTAENDE
UND
LASTFAELLE
.
85
4.4.1
STAB
.
86
4.4.2
BALKENBIEGUNG
.
89
4.4.3
BALKENTORSION
.
92
4.4.4
AXIALSYMMETRISCHER
SPANNUNGSZUSTAND
.
95
4.4.5
EBENER
SPANNUNGSZUSTAND
.
96
4.4.6
EBENER
VERZERRUNGSZUSTAND
.
102
4.4.7
PLATTENSPANNUNGSZUSTAND
.
104
4.4.8
DREIDIMENSIONALER
SPANNUNGSZUSTAND
.
107
4.5
THEORETISCHE
BEGRUENDUNG
.
111
4.5.1
FINITE-ELEMENTE-ANALYSE
MIT
MUPAD
.
112
6
INHALTSVERZEICHNIS
4.5.2
ERGEBNISSE
MIT
UNTERSCHIEDLICHEN
ELEMENTTYPEN
.
118
4.5.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
122
5
ANWENDBARKEIT
FUER
DEN
KONSTRUKTEUR
125
5.1
KRITISCHE
BETRACHTUNG
DER
ERGEBNISSE
.
125
5.1.1
VERAENDERLICHE
QUERSCHNITTE
BEI
ZUG-/DRUCK-BEANSPRUCHUNGL25
5.1.2
SCHUBEINFLUSS
BEI
BIEGEBEANSPRUCHUNG
.
128
5.1.3
EINFLUSS
DER
INTEGRATIONSORDNUNG
.
132
5.2
AUFBEREITUNG
FUER
DEN
KONSTRUKTEUR
.
134
5.3
ANWENDUNGSBEISPIELE
.
139
5.3.1
RAHMEN
EINES
STANZAUTOMATEN
.
140
5.3.2
PLEUEL
EINES
VERBRENNUNGSMOTORS
.
146
6
ZUSAMMENFASSUNG
IN
DEUTSCHER
UND
ENGLISCHER
SPRACHE
151
6.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
151
6.2
SUMMARY
.
155
A
ANALYTISCHE
LOESUNG
FUER
EIN
PLATTENPROBLEM
161
A.L
AUFSTELLEN
DER
GLEICHUNGEN
UND
LOESUNGSWEG
.
161
A.2
BESTIMMEN
DER
FOURIERKOEFFIZIENTEN
.
164
A.3
C-PROGRAMM
ZUM
BESTIMMEN
DER
VERSCHIEBUNG
.
165
LITERATURVERZEICHNIS
171
7 |
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