FEM-Berechnung für Maschinenbauingenieure
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Über das Buch
Bewertungen
Fröhlich, Peter ★★★★★
Sehr gutes, übersichtliches und leicht verständliches Einsteigerbuch mit vielen guten Beispielen!
★★★★☆
Gutes, anschauliches und sehr leicht verständliches Buch zum Einlesen in FEM mit vielen praktischen Problemen und deren Lösungen. Geht allerdings nicht sehr in die Tiefe.
J.B. ★★★★★
Gute und anschauliche Einführung in die FEM-Berechnung. Das Buch ist sehr anwendungsorientiert und geht jedoch auch auf wesentliche Aspekte der Theorie ein.
Matthias Stiefenhofer ★★★★☆
Modellbildung und Simulation versuchen ein Abbild der Realität zu kreieren. Das Buch zeigt eindringlich, dass dieses Ziel im Bereich FEM nur bei korrekter Wahl aller Randbedingungen tatsächlich auch erreicht werden kann. Dabei werden die benötigten mathematischen Grundlagen zur FEM vom Autor in einer auch für Studenten des Maschinenbaus verständlichen Form dargestellt. Auf jeder Seite ist die Erfahrung des Autors spürbar, wobei die Ruhe im Schreibstil gepaart mit einer lockeren und flüssigen Sprache ein sehr angenehmes Lesegefühle entstehen lassen - mit einem Satz: "So sollten oder müssen technisch orientierte Bücher geschrieben sein." Interessante Projektbeispiele kombiniert mit allgemeinen Überlegungen zur Modellbildung runden das Buch ab und schließen den Kreis zum Ausgangspunkt einer seriös durchgeführten Simulation im Bereich der Finiten Elemente.
Beschreibung
Anhand vieler Beispiele wird in diesem Buch der Einstieg in die Nutzung moderner Finite Elemente Programme (FEM) als Werkzeug zur konstruktionsbegleitenden Berechnung im Maschinenbau erarbeitet. Der Schwerpunkt ist dabei der systematische Aufbau geeigneter Simulationsmodelle. Die prinzipiell softwareunabhängige Vorgehensweise wird anhand des FEM-Programms Ansys Workbench erklärt. Nach dem Studium dieses Buches sollte der Leser in der Lage sein, einfache Simulationsmodelle zu erstellen, damit zuverlässige Berechnungsergebnisse zu erzielen und schwerwiegende Berechnungsfehler zu vermeiden. Das Buch richtet sich in erster Linie an Studierende des Maschinenbaus und verwandter Studiengänge ist aber auch als Unterstützung für alle noch unerfahrenen Anwender von FEM-Programmen geeignet.
Inhalt
Vorwort
- Einführung
- Einleitung
- Grundgedanke der FEM
- Einsatzgebiete der FEM
- Historie 12
- Einführung in die FEM – Theorie
- Prinzipielle Lösungsschritte der FEM
- Fehlermöglichkeiten bei der FEM – Berechnung
- Ansys Workbench
- Leistungsfähigkeit von Ansys Workbench
- Benutzeroberfläche von Ansys Workbench
- Ablauf einer typischen FEM – Berechnung
- Ein kleines Einführungsbeispiel
- Aufbau eines Simulationsmodells
- Vorbereitung der Geometrie
- Symmetrie
- Geometrievereinfachung
- Lastangriffsflächen
- Definition von Randbedingungen
- Allgemeine Hinweise
- Lagerungen
- Lasten
- Aufbringen von Randbedingungen
- Beispiel: Lagerbügel
- Realität und Modellbildung
- Berechnungsmodell und Ergebnisse
- Vernetzung
- Netzgenerator
- Einflussmöglichkeiten auf ein FEM – Netz
- Variantenrechnung
- Auswertung der FEM – Berechnungen
- Verformungen
- Spannungen und Dehnungen
- Sicherheiten
- Weitere Hilfsmittel zur Auswertung
- Modellierung von Verschraubungen
- Normschrauben
- Bauteilbelastung durch Schraubenkräfte
- Beispiel: Kolbenstangenauge
- Flächenmodelle
- Werkstoffdefinition
- Bericht
- Beispiel: Feder für ein Mobiltelefonladegerät
- Baugruppen
- Kontaktarten
- Handhabung großer Baugruppen
- Beispiel: Baugruppe mit mehreren Einzelteilen
- Bauteilbeurteilung
- Aufgabenstellung
- statischer Festigkeitsnachweis
- Dynamische Bauteilbeanspruchung
- Festigkeitsnachweis nach FKM-Richtlinie
- Lebensdauerabschätzung
- Beispiel: Festigkeitsnachweis für eine dynamische Bauteilbelastung
- Modalanalyse
- Beispiel: Modalanalyse einer Winkelschleiferabdeckung
- Temperaturfeldberechnung
- Beispiel: Thermisch/mechanische Berechnung eines Zylinderkopfes
- Topologieoptimierung
- Einige Überlegungen zur Modellbildung
- Beispiel: Handpackzange
- Beispiel: Wagenheber
- Beispiel: Spannelement
- Beispiel: Korkenzieher
- Beispiel: Zwetschgenentkerner
- Ausblick
- Literaturverzeichnis