Numerische Methoden im Bauwesen

Modulnummer
NUME
Modulverantwortliche
Prof. Dr.-Ing. Christine Döbert
Dozenten
Prof. Dr.-Ing. Christine Döbert
Kurzbeschreibung

Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie (3D), Gleichgewichtsbedingungen, Spannungen, Verzerrungen und Verschiebungen, Werkstoffgesetze, Prinzipe der Mechanik, Verfahren von Ritz, Variationsverfahren, Finite-Elemente-Methode als verallgemeinertes Verfahren von Ritz, Diskretisierung der Verschiebungsfelder, Konvergenzbedingungen, Elementsteifigkeitsmatrizen; Balken, Scheibe, Platte, Schale; Äquivalente Lastvektoren für verteilte Lasten, Statische und geometrische Kondensation, Lösungsverfahren für lineare und nichtlineare Probleme, Beispiele unter Verwendung von 3D FEM-Programmen

Qualifikations- und Lernziele

Die Studierenden kennen die grundlegenden Theorien der Numerischen Verfahren, insbesondere der Methoden der Finiten Elemente. Sie sind in der Lage FEM-Programme für die Lösung komplexer baumechanischer Probleme einzusetzen und selbstständig Problemlösungen im Forschungs- und Entwicklungsbereich zu erarbeiten.

Lerninhalte

Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie (3D)

  • Gleichgewichtsbedingungen
  • Spannungen, Verzerrungen und Verschiebungen
  • Werkstoffgesetze
  • Prinzipe der Mechanik
  • Verfahren nach Ritz
  • Variationsverfahren

Theorie der Finiten Elemente

  • Diskretsierung der Verschiebungsfelder
  • Konvergenzbedingungen

Statische Systeme und Modellbildung von räumlichen Tragwerken (z.B. Faltwerke, Schalen)

Lösungsverfahren für lineare und nichtlineare Probleme

Anwendung von 3D FEM-Programmen

Moduldauer (Semester)
1
Unterrichtssprache
Deutsch
Gesamtaufwand
6 CrP; 180 Stunden
Semesterwochenstunden
4
Lernformen

4 SWS, aufgeteilt in Vorlesung und praktische Übungen, seminaristische Vorlesung mit anschließenden Übungen, Nutzung von Tafel, Overhead Folien bzw. Beamer-Präsentation

Prüfungsvorleistungen

Vorlesungsbegleitende Übungen (Anzahl, Art und Weise wird zu Vorlesungsbeginn rechtzeitig und in geeigneter Weise bekannt gegeben), vgl. § 3 Abs. 6 der Allgemeinen Bestimmungen (Teil I der Prüfungsordnung)

Geprüfte Leistung

Erfolgreiches Bestehen der Prüfungsleistung.

Bewertungsstandard

Bewertung nach § 9 der Allgemeinen Bestimmungen (Teil I der Prüfungsordnung)

Häufigkeit des Angebots
Einmal im Jahr
Literatur

u.a.:

  • Link, Michael: Finite Elemente in der Statik und Dynamik, Teubner Verlag 2002
  • Bathe, Klaus-Jürgen: Finite-Elemente-Methoden, Springer Verlag 2002
  • Wriggers, Peter: Nichtlineare Finite-Elemente-Methoden, Springer Verlag 2001
Voraussetzungen

Baustatik und IngenieurmathematikGrundlagen in einem Bachelorstudiengang

Verwendbarkeit des Moduls

Bauingenieurwesen