NUME Numerische Methoden

Modulverantwortliche
  • Prof. Dr.-Ing. Christine Döbert
Lehrende
  • Prof. Dr.-Ing. Christine Döbert
Notwendige Voraussetzungen zur Teilnahme

Keine

Empfohlene Voraussetzungen zur Teilnahme

Abgeschlossenes Bachelorstudium im konstruktiven Ingenieurbau

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.

Inhalte

- Grundgleichungen der linearen Elastizitätstheorie; Spannungen, Verzerrungen und Verschiebungen, Werkstoffgesetze
- Einführung in die Theorie der Finiten Elemente; Herleitung der Grundgleichungen, Prinzip der virtuellen Verschiebung, Energiemethoden und Variationsprinzip, Näherungsverfahren und Elementtypen für 1D-, 2D- und 3D-Probleme
- Analyse von Stab- und Flächentragwerken; Netzgenerierung, Konvergenzbedingungen, Modellbildung, Singularitäten, elastische Bettung von Bodenplatten, Deckenplatten, wandartige Träger, 3D-Gesamtmodelle/BIM
- Grenzen und Möglichkeiten der FE-Berechnung
- Kontrolle und Dokumentation von computergestützten Berechnungen, Fehleranalyse

Qualifikations- und Lernziele

Fachkompetenzen
Die Studierenden können
- die theoretischen Grundlagen der Finite-Elemente-Methode definieren.

Methodenkompetenzen (fachlich & überfachlich)
Die Studierenden können
- die Finite-Element-Methode für die Lösung komplexer baumechanischer Probleme einsetzen.

Sozialkompetenzen
Die Studierenden können
- sich gegenseitig mit ihrem individuellen und fachgebietsspezifischen Vorwissen unterstützen und die ihnen gestellten Aufgaben in konstruktiver zusammenarbeit lösen.
- dabei über Lösungswege diskutieren und gemeinsam ihre jeweiligen Fragestellungen unter Zuhilfenahme der Lehrmaterialien klären.
- die Lösungen von Übungsaufgaben vortragen, diese erläutern und Fragen der Mitstudierenden beantworten.

Selbstkompetenzen
Die Studierenden können
- sich selbständig neues Wissen aneignen.
- Ihren Lernfortschritt reflektieren und ihr Lehrverhalten ggf. (methodisch/zeitlich) anpassen.
- die Anforderungen des Moduls mit ihrem eigenen Vorwissen abgleichen und entsprechend Wissenslücken selbständig schließen.
- Lösungen konzentriert, genau und zielgerichtet erarbeiten.

ECTS-Leistungspunkte (CrP)
  • 6 CrP
  • Arbeitsaufwand 180 Std.
  • Präsenzzeit 60 Std.
  • Selbststudium 120 Std.
Lehr- und Lernformen
  • 4 SWS
  • 4 SWS Seminar
Studiensemester
  • Bauingenieurwesen (M.Eng. 2018) - 1. - 2. Semester
Dauer
1 Semester
Häufigkeit des Angebots
Einmal im Jahr
Unterrichtssprache
Deutsch
Prüfungsvorleistungen

Keine

Bonuspunkte

Nein

Bonuspunkte werden gemäß § 9 (4) der Allgemeinen Bestimmungen vergeben. Art und Weise der Zusatzleistungen wird den Studierenden zu Veranstaltungsbeginn rechtzeitig und in geeigneter Art und Weise mitgeteilt.

Prüfungsleistungen

- Projektarbeit (ca. 20 - 30 A4-Seiten)
- mit mündlicher Prüfung (ca. 30 Min.)

Benotung
Die Bewertung des Moduls erfolgt gemäß §§ 9, ggf. 12 (Teilleistungen), ggf. 18 (Arbeiten, Kolloquien) der Allgemeinen Bestimmungen (Teil I der Prüfungsordnung).
Verwendbarkeit
Gemäß § 5 der Allgemeinen Bestimmungen (Teil I der Prüfungsordnung) Verwendbarkeit in allen Masterstudiengänge der THM möglich.
Literatur, Medien

- Link, M.; Finite Elemente in der Statik und Dynamik, Teubner Verlag, 2002
- Bathe, K.-J.: Finite-Elemente-Methoden, Springer Verlag, 2002
- Werkle, H.: Finite Elemente in der Baustatik, Vieweg Verlag, 2008

Rechtliche Hinweise