Flyer-FEM-Kurs 2015 06 09

KURSLEITER
EIN KURSANGEBOT NICHT NUR FÜR EINSTEIGER
Der Kurs wird von Professoren der Hochschule Konstanz durchgeführt, die zusammen
mit weiteren Kollegen die Lehre in den Bachelor- und Masterstudiengängen der Fakultät
Maschinenbau in den Fächern Mechanik, Konstruktionslehre, Finite Elemente Methode
und Betriebsfestigkeit vertreten.
Die Kursleiter sind auch die Gründer des FEM-Labors der Hochschule Konstanz.
Ingenieure des Maschinenbaus oder verwandter Fachrichtungen, die noch keine bzw. wenig Erfahrung mit Simulationen im Bereich Strukturmechanik haben oder diese Erfahrungen lange zurückliegen, können hier die Grundlagen der Anwendung der Finiten Elemente
Methoden (FEM) in der Strukturmechanik erlernen. Die Abschnitte in der zweiten Hälfte
des Kurses mit vertiefenden Themen sind auch für erfahrenere Kursteilnehmer geeignet.
Prof. Dr. Lazar Boskovic
- Strukturanalyse, Betriebsfestigkeit, Bauteiloptimierung
Es werden die theoretischen Grundlagen vermittelt, die für eine sichere Anwendung der
Methoden und Softwareprodukte in der Strukturmechanik notwendig sind. Dabei wird
auf die Theorie der FEM eingegangen, aber vor allem auf die richtige Aufbereitung der
Probleme und die Interpretation der Ergebnisse Wert gelegt.
Prof. Dr. Burkhard Lege
- konstruktionsbegleitende FEM
Es gibt die Möglichkeit, ein bewährtes kommerzielles Softwareprodukt (ANSYS) kennenzulernen, aber auch erste Schritte mit einem kostenlosen FEM-Programm (Z88) zu machen,
sowie eine weitere Browser basierte Softwarelösung (SIMSCALE o.ä.) zu testen. Außerdem
wird in einem abschließenden Kursmodul die Analyse von Schraub- und Schweißverbindungen mit FEM vertiefend behandelt.
TERMINE
1. Auffrischung Grundlagen Mechanik
Freitag 04.09.15 16:00-20:30 und
Samstag 05.09.15 08:00-12:30
2. Grundlagen FEM
Freitag 11.09.15 16:00-20:30 und
Samstag 12.09.15 08:00-12:30
3.1 Einführung in ANSYS
Freitag 18.09.15 08:00-17:00 oder
Samstag 19.09.15 08:00-17:00
3.2 Einführung in Z88
Freitag 25.09.15 08:00-17:00 oder
Samstag 26.09.15 08:00-17:00
3.3 Einführung in (SIMSCALE o.ä.)
Freitag 02.10.15 08:00-17:00
4.Festigkeitsnachweis FKM
Samstag 10.10.15 08:00-17:00
5. Schrauben und Schweißnähte mit ANSYS
Samstag 17.10.15 08:00-17:00
Der kostenpflichtige Kurs findet unter Leitung von Hochschulprofessoren in Räumen der
Hochschule Konstanz statt.
STRUKTURMECHANIK MIT FEM
Bilder:
Prof. Dr. Philipp Steibler
- Struktursimulation
GRUNDLAGENKURS IN THEORIE & PRAXIS
HOCHSCHULE KONSTANZ TECHNIK, WIRTSCHAFT UND GESTALTUNG
oder
Prof. Dr. Burkhard Lege
Brauneggerstr. 55 | D-78462 Konstanz
Tel.: +49 7531 206-274 | Fax: +49 7531 87206-309
[email protected] | www.htwg-konstanz.de
www.htwg-konstanz.de
STRUKTURMECHANIK MIT FEM
GRUNDLAGENKURS IN THEORIE UND PRAXIS
ORGANISATION
2. GRUNDLAGEN FINITE ELEMENTE METHODEN
Der Kurs findet in vierstündigen Abendveranstaltungen und mit einigen achtstündigen
Samstagterminen (zzgl. Pausen) über einen Zeitraum von zwei Monaten statt und ist in
mehrere Teile aufgeteilt, die auch einzeln besucht werden können. Die Teile werden von
verschiedenen Dozenten gehalten und sind aufeinander abgestimmt.
Die Theorieteile werden mit größeren Gruppen durchgeführt, die Praxisteile in Kleingruppen
von max. 6 Personen im FEM-Labor der HTWG.
Es werden die Grundlagen der Finiten Elemente Methode erklärt. Die Teilnehmer sind
anschließend in der Lage, grundlegende Zusammenhänge der numerischen FEM-Berechnung zu verstehen. Sie lernen die Einflüsse der Netzmodellierung auf die Ergebnisgüte
und die wesentlichen Begriffe, die zur Steuerung der Simulationssoftware notwendig
sind, kennen.
Der Unterricht findet in dem für Hochschulen üblichen seminaristischen Vorlesungs- und
Übungsstil statt. Die Ganztagestermine werden mit einer Pause unterbrochen, in der Fingerfood angeboten wird.
Die Kursteile können einzeln belegt werden. Der gesamte Kurs erstreckt sich über 56 Unterrichtsstunden (ca. 74 Schulstunden zzgl. Pausen). Dies entspricht etwa dem Umfang der
Lehrveranstaltung „Finite Elemente Methoden“, die an der Hochschule angeboten wird.
Die Anmeldung erfolgt über einen beiliegenden Anmeldebogen, der auch per Mail angefordert werden kann ([email protected]). Informationen zu den Räumen und Parkmöglichkeiten werden nach der Anmeldung per Mail verteilt.
Die Teilnehmer erhalten eine Teilnahmebescheinigung der Hochschule.
Stichworte: Grundlagen der Elastostatik, Gleichgewichtsprinzipien, Ansatzfunktionen,
Steifigkeitsmatrizen, Zusammenbau und Randbedingungen, Lösung des Gleichungssystems, Berechnung der Spannungen
3. EINFÜHRUNG IN SIMULATIONSPROGRAMME
3.1 Einführung in ein kommerzielles Simulationsprogramm (ANSYS)
Die Teilnehmer lernen eines der meistverwendeten kommerziellen FEM-Programme
kennen. Jeder Teilnehmer wird ein oder mehrere Beispielprojekte mit ANSYS durchführen und die grundlegende Bedienung des Programmes für Probleme der Strukturmechanik erlernen.
Stichworte: Bedienung Workbench, Mechanisch Statische Analyse, Vernetzung, Randbedingungen, Auswertung
3.2 Einführung in eine frei verfügbare Simulationssoftware (Z88)
1. AUFFRISCHUNG GRUNDLAGEN MECHANIK
Es werden Grundlagen der Mechanik aufgefrischt, die notwendig sind, die mechanischen
Probleme richtig zu formulieren, die Lasten zu bestimmen und geeignete Randbedingungen
zu wählen. Außerdem werden die Teilnehmer in die Lage versetzt, Spannungsberechnungen
durchzuführen, die notwendig sind, um Plausibilitätsprüfungen bei strukturmechanischen
Simulationen durchzuführen.
Stichworte: Kräftegleichgewicht, Momentengleichgewicht, Materialgesetz, Spannungsberechnung, Hauptspannungen, Vergleichsspannungen
Kostenfreie FEM-Softwarepakete haben den großen Vorteil, dass sie die Berechnung beliebig großer Modelle ohne Lizenzgebühren erlauben. Die Nachteile liegen i.d.R. in einem
kleineren Funktionsumfang, geringerer Bedienfreundichkeit und fehlendem Support.
Es werden kurz verschiedene frei zugängliche Programme vorgestellt und kleine Beispiele mit Z88 gerechnet. Es werden anschließend die Vor- und Nachteile gegenüber der
vorgestellten kommerziellen Software (Teil 3.1) diskutiert.
3.3 Einführung in ein Browser basiertes Simulationsprogramm (SIMSCALE o.ä.)
Es wird eine Browser basierte Softwarelösung vorgestellt. Diese hat den Vorteil, dass der
Anwender außer einem Internet fähigem Rechner keine Hardware benötigt und keine
Software installieren muss. Er kann die leistungsfähige Hardware und den Support der
Anbieterfirma nutzen und zahlt nur für die benötigte Rechenzeit.
Anschließend wird die Bedienung der Browser basierten Software erklärt. Jeder Teilnehmer wird ein oder mehrere Beispielprojekte mit dem System durchrechnen.
4. EINFÜHRUNG IN DEN FESTIGKEITSNACHWEIS NACH FKM
Die Simulationsprogramme liefern als Ergebnis i.d.R. Spannungen und Dehnungen. Diese
zu interpretieren und die Lebensdauer oder Sicherheit gegen Versagen zu bestimmen,
liegt in der Verantwortung des Nutzers. Es gibt zwar für manche Softwareprodukte
inzwischen Hilfsmittel, die bei der Auswertung unterstützen, aber diese kosten erneut
Lizenzgebühren.
Hier sollen die Grundlagen des Festigkeitsnachweises nach der Kerbspannungsmethode
auf Grundlage der Richtlinie des Forschungskuratoriums Maschinenbau (FKM) vorgestellt und das Vorgehen an mehreren Beispielen eingeübt werden.
Stichworte: Wöhlerlinie, Einflussgrößen, Gestaltfestigkeit, Auslastungsgrad
5. BERECHNUNG VON SCHRAUB- UND SCHWEISSVERBINDUNGEN MIT ANSYS
Jeder Teilnehmer wird ein oder mehrere Beispielprojekte mit ANSYS durchführen und die
grundlegende Bedienung des Programmes als auch die Vorgehensweise bei der Berechnung von Schraub- und Schweißverbindungen erlernen.
Stichworte: Bedienung Workbench, Mechanisch Statische Analyse, Schraube, Schweißnaht, Auswertung

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