Die Finite-Elemente-Methode:
- ob ein Problem vorliegt,
- wodurch es verursacht wird,
- welche konstruktiven Maßnahmen Abhilfe schaffen können.
- Möglichkeiten und Beispiele der FEM-Berechnung in der Strukturanalyse - mehr
Berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode helfen bereits in einem frühen
Stadium der Produktentwicklung bei der Analyse
Simulationen sind in vielen unterschiedlichen Branchen anwendbar und verbreitet. Sie sind dabei, technische Berechnungen - FEM in Ihrem Unternehmen einzusetzen? Sie suchen Engineering-Partner für kleine oder größere Berechnungsaufgaben?
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Finite-Elemente in der Praxis
Anwendungen der Finite-Elemente-Methode finden als erprobte Technologie bei der Konzeption, Auslegung und
Validierung technischer Produkte regen Einsatz. Mittels FEM lassen sich physikalische Zusammenhänge auch in
komplexen Fällen realitätsnah simulieren. Die Simulation verlagert ein Bauteil in den Computer - bekannt als
"Digital Prototyping". Virtuelle Prototypen fördern vertiefte Einblicke in das Produktverhalten,
bringen Flexibilität für Bauteil- oder Machbarkeitsstudien und Variantenvielfalt und ermöglichen effiziente
Versuchbegleitungen.
Diese anspruchsvolle Methode führt zu langfristigem Erfolg, wenn der analysierende Ingenieur
die zu Grunde liegende numerische und physikalische Theorie beherrscht, die komplexe Software kennt, sie
beherrscht, zielgerichtet einsetzt und korrekte Schlussfolgerungen aus den Resultaten zieht.
Das Ingenieurbüro Schendel gewährleistet Ihnen eine zuverlässige, fachkundige und vertrauliche Durchführung von
Berechnungsdienstleistungen.
Bild: strömungsmechanische Untersuchungen (CFD) an einem Gleitschirm - Analyse der Druck-
verhältnisse im Trimmflug (links) und Stromlinien (Mitte) - Strömungsabriss am stark angebremsten
Profil (rechts).
Die FEM ersetzt Ingenieurwissen nicht. Sie ist nur ein zusätzliches Hilfsmittel und darf nicht nach einem "Black Box" Prinzip im Vertrauen auf bunte Ergebnisgrafiken verwendet werden. Trotz weit entwickelter Rechentechnik und in Wissenschaft und Industrie erprobter Software: das Ergebnis kann nur so gut sein wie die Vorgaben des Ingenieurs. Know-how und Verantwortung des Anwenders liegen in der Modellfindung. Es ist abzuklären, wie stark man das Bauteil für die gestellte Aufgabe abstrahieren kann, z.B. durch Ausnutzung von Symmetrien oder Weglassen von unwesentlichen Details. Man muss sich Gedanken machen über die Wahl einer geeigneten Elementtechnologie, die Netzdichte, die richtige Zeitschrittwahl, die Approximation der Randbedingungen und Belastungen, die Wahl von realistischen Materialeigenschaften, mögliche Systemantworten (z.B. auftretende Nichtlinearitäten, Locking-Effekte, Hourglassing etc.), die Wahl eines geeigneten Gleichungslösers, die Beachtung des Aufwand-Nutzen-Verhältnisses (Rechenzeit/Kosten vs. Genauigkeit) sowie über die Verifizierung, Validierung und Interpretation der Ergebnisse. Die Software ist und wird zwar immer anwenderfreundlicher und ausgefeilter, für zuverlässige Ergebnisse ist aber das Wissen des Ingenieurs gefordert, eher mehr noch als früher.
Bild: Lösungsprozess mit der Finite-Element-Methode. Sicherung der Nachvollziehbarkeit, Reproduzierbarkeit und Brauchbarkeit der Ergebnisse.
