Das Herbstsemester 2020 findet in einer gemischten Form aus Online- und Präsenzunterricht statt.
Bitte lesen Sie die publizierten Informationen zu den einzelnen Lehrveranstaltungen genau.

151-0833-00L  Principles of Nonlinear Finite-Element-Methods

SemesterHerbstsemester 2016
DozierendeN. Manopulo, B. Berisha, P. Hora
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch


KurzbeschreibungDie meisten Problemstellungen im Ingenieurwesen sind nichtlinearer Natur. Die Nichtlinearitäten werden hauptsächlich durch nichtlineares Werkstoffverhalten, Kontaktbedingungen und Strukturinstabilitäten hervorgerufen. Im Rahmen dieser Vorlesung werden die theoretischen Grundlagen der nichtlinearen Finite-Element-Methoden zur Lösung von solchen Problemstellungen vermittelt.
LernzielDas Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung von Grundkenntnissen der nichtlinearen Finite-Elemente-Methode (FEM). Der Fokus der Vorlesung liegt bei der Vermittlung der theoretischen Grundlagen der nichtlinearen FE-Methoden für implizite und explizite Formulierungen. Typische Anwendungen der nichtlinearen FE-Methode sind Simulationen von:

- Crash
- Kollaps von Strukturen
- Materialien aus der Biomechanik (Softmaterials)
- allgemeinen Umformprozessen

Insbesondere wird die Modellierung des nichtlinearem Werkstoffverhalten, thermomechanischen Vorgängen und Prozessen mit grossen plastischen Deformationen behandelt. Im Rahmen von begleitenden Uebungen wird die Fähigkeit erworben, selber virtuelle Modelle zur Beschreibung von komplexen nichtlinearen Systemen aufzubauen. Wichtige Modelle wie z.B. Stoffgesetze werden in Matlab programmiert.
Inhalt- Kontinuumsmechanische Grundlagen zur Beschreibung grosser plastischer Deformationen
- Elasto-plastische Werkstoffmodelle
- Aufdatiert-Lagrange- (UL), Euler- und Gemischt-Euler-Lagrange (ALE) Betrachtungsweisen
- FEM-Implementation von Stoffgesetzen
- Elementformulierungen
- Implizite und explizite FEM-Methoden
- FEM-Formulierung des gekoppelten thermo-mechanischen Problems
- Modellierung des Werkzeugkontaktes und von Reibungseinflüssen
- Gleichungslöser und Konvergenz
- Modellierung von Rissausbreitungen
- Vorstellung erweiterter FE-Verfahren
Skriptja
LiteraturBathe, K. J., Finite-Elemente-Methoden, Springer-Verlag, 2002
Voraussetzungen / BesonderesBei einer grossen Anzahl von Studenten werden bei Bedarf zwei Übungstermine angeboten.