Logo Leibniz Universität Hannover
Logo: Institut für Baumechanik und Numerische Mechanik/Leibniz Universität Hannover
Logo Leibniz Universität Hannover
Logo: Institut für Baumechanik und Numerische Mechanik/Leibniz Universität Hannover
  • Zielgruppen
  • Suche
 

Numerische Mechanik

Der Ingenieurin/dem Ingenieur stehen heute leistungsfähige kommerzielle Finite Element Programmsysteme für die numerische Analyse mechanischer Strukturen zu Verfügung. Ziel dieses Moduls ist es, den Studierenden die theoretischen Grundlagen für diese numerischen Berechnungsmethoden zu vermitteln und sie für kompetente und kritische Anwendung dieser Programmsysteme im Rahmen der linearen Festkörpermechanik vorzubereiten.

Kompetenzerwerb

FE Lösung eines Stabtragwerks
FE Lösung eines Stabtragwerks

Im Rahmen dieses Moduls wird eine Einführung in die Finite Elemente Methode (FEM) vermittelt. Im Einzelnen werden die folgenden Themengebiete bearbeitet:

  • Einführung in die FEM am Beispiel des Dehnstabs (Variationsformulierung, Galerkinverfahren, Ansatzfunktionen, Elementmatrizen, Assemblierung, Postprocessing …); Vergleich mit dem Finite Differenzen Verfahren
  • Finite Elemente für Balken, Scheiben und 3D-Kontinua (isoparametrisches Konzept, numerische Integration) 
  • Programmstruktur eines FEM-Programms, Fehlerbetrachtung
  • Interpretation und kritische Bewertung der Berechnungsergebnisse, Fehleranalyse
  • Lösung strukturdynamischer Aufgaben (Eigenwertberechnung, modale Superposition, explizite und implizite Zeitschrittintegration, Dämpfung); Problemabhängige Wahl des geeigneten Verfahrens
  • Verallgemeinerung: FEM als Methode zur approximativen Lösung partieller Differentialgleichungen; Poisson-Gleichung (stationäre Wärmeleitung, Sickerströmung, etc.) und Advektions-Diffusions-Probleme

 

Im Rahmen dieser Lehrveranstaltungen werden die Studierenden an ein kommerzielles Finite Element Programmsystem herangeführt. Die internen Abläufe und Algorithmen werden an einem überschaubaren, auf der Programmiersprache Matlab basierenden, Programmsystem erlernt.

 
Ansatzfunktionen eines 4-Knoten-Scheibenelemens

Lehrform

Normalspannung in einem Balkenbauteil infolge Biegung

Im Wintersemester findet das Modul „Numerische Mechanik“ regulär mit Vorlesung, Übungen und Tutorien in deutscher Sprache statt.

Darüber hinaus kann das Modul jedes Semester als reines Online-Modul belegt werden, d.h. anstelle von Präsenzveranstaltungen gibt es Material und Hilfestellung für das Eigenstudium. Auf der Lernplattform ILIAS stellen wir Ihnen sämtliches Lernmaterial auf Deutsch übersichtlich zur Verfügung.

 

Prüfungsform

Informationen zur Prüfungsform und –ablauf erhalten Sie über die StudIP-Veranstaltung.