Annette Kunow

Finite-Elemente Methode / Computer Aided Engineering (CAE) Annette Kunow

Die Finite-Elemente-Methode oder Computer Aided Engineering (CAE) ist eine numerische Berechnungsmethode, die in vielen Bereichen der Industrie und Forschung nicht mehr wegzudenken ist. Nicht nur für Ingenieurinnen und Ingenieure des Maschinenbaus oder Bauingenieurwesens ist sie zu einem wichtigen Werkzeug zur wirtschaftlichen Berechnung komplizierter Strukturen geworden, sondern CAE wird heute in fast allen anderen Fachgebieten wie Medizin, Elektrotechnik, Chemie etc. eingesetzt. Dieses Buch führt sowohl fachlich als auch didaktisch auf dem neuesten Stand in dieses ingenieurwissenschaftliche Grundlagenfach ein. Anders als oft üblich bezieht sich die Autorin nur dort auf die mathematische Herleitung, wenn sie dringend notwendig ist, um die Zusammenhänge zu erläutern. Es geht ihr darum, die Berechnungsvorgänge verständlich zu erklären, die sich im Hintergrund einer Berechnung abspielen. Sie stellt ganz bewusst die praktische Anwendung der Finite-Elemente-Methode in den Vordergrund. Genauso wichtig ist ihr, zu zeigen, wie Ergebnisse systematisch kontrolliert werden können. So ist es auch für Anfänger nicht zu theoretisch. Allerdings müssen die grundlegenden Kenntnisse der Technischen Mechanik (Statik, Elastostatik oder Festigkeitslehre, Kinematik und Kinetik) vorausgesetzt werden. Auch die Grundkenntnisse der Matrizenrechnung sollten beherrscht werden. Der Inhalt umfasst drei Hauptbereiche: - Statik mit eindimensionale (Stäbe, Balken), zweidimensionale (Scheiben, Platten, Schalen) und dreidimensionalen Elementen (Volumenelemente), - Dynamik (Kinematik und Kinetik) des Einmassen-, Zweimassen-Schwingers und des Kontinuums und - Einführung in die Nichtlinearität, sowohl der die nichtlineare Verformung als auch die Nichtlinearität des Werkstoffs. Durch zahlreiche Beispiele, Lösungen, teils farbigen Grafiken, Tabellen, Hinweise und andere Strukturelemente wird das Buch zum effizienten Lernwerkzeug und leistungsfähigen Nachschlagewerk. Das Buch richtet sich vor allem an Praktiker, die im Berufsalltag Fragen zu einzelnen Berechnungselementen der CAE klären möchten.