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Description
(Text)
Der Grundgedanke dieser Einführung in die Methode der Finiten Element wird von dem Konzept getragen, die komplexe Methode nur anhand eindimensionaler Elemente zu erläutern. Somit bleibt die mathematische Beschreibung weitgehend einfach und überschaubar. Das Augenmerk liegt in jedem Kapitel auf der Erläuterung der Methode und deren Verständnis selbst. Der Leser lernt die Annahmen und Ableitungen bei verschiedenen physikalischen Problemstellungen in der Strukturmechanik zu verstehen und Möglichkeiten und Grenzen der Methode der Finiten Elemente kritisch zu beurteilen. Trotz der einfachen Darstellung an eindimensionalen Elementen steht die exakte wissenschaftliche Formulierung nicht zur Diskussion. Die Beschränkung auf eindimensionale Elemente ist neu für ein Lehrbuch und ermöglicht die Behandlung verschiedenster grundlegender und anspruchsvoller physikalischer Problemstellungen der Strukturmechanik in einem einzigen Lehrbuch. Dieses neue Konzept ermöglicht somit das methodische Verständnis wichtiger Themenbereiche (z.B. Plastizität oder Verbundwerkstoffe), die einem angehenden Berechnungsingenieur in der Berufspraxis begegnen, jedoch in dieser Form nur selten an Hochschulen behandelt werden. Somit ist ein einfacher Einstieg auch in weiterführende Anwendungsgebiete der Methode der Finiten Elemente durch das Konzept (a) Einführung in die Grundlagen (b) exakte Ableitung bei Beschränkung auf eindimensionale Elemente (und in vielen Fällen auch auf eindimensionale Probleme) (c) Umfangreiche Beispiele und weiterführende Aufgaben (mit Kurzlösung im Anhang) gewährleistet.
Zur Veranschaulichung wird jedes Kapitel sowohl mit ausführlich durchgerechneten und kommentierten Beispielen als auch mit weiterführenden Aufgaben inklusive Kurzlösungen vertieft. Zudem wird für jedes Kapitel eine ausgewählte Literaturliste angeboten.
(Table of content)
Motivation zur Finite-Elemente-Methode.- Stabelement.- Torsionsstab.- Biegeelement.- Allgemeines 1D-Element.- Ebene und räumliche Rahmenstrukturen.- Balken mit Schubanteil.- Balken aus Verbundmaterial.- Nichtlineare Elastizität.- Plastizität.- Stabilität (Knickung).- Dynamik.
(Review)
Aus den Rezensionen:
"Einführendes Lehrbuch in die Dimensionierung und Auslegung von Bauteilen ... Legt den Schwerpunkt auf die mathematisch-physikalische Behandlung des Lehrstoffs und setzt solide Kenntnisse der Ingenieurmathematik voraus. Wendet sich an Ingenieure in Studium und Praxis und enthält kommentierte Beispiele und weiterführende Übungsaufgaben ... Geeignet zum Selbststudium ..." (Pleuß, in: ekz-Informationsdienst, 2010, 2010/42)
(Author portrait)
Markus Merkel ist Professor an der Hochschule Aalen und vertritt dort Konstruktionlehre und Leichtbau. Er ist Leiter des Zentrums für virtuelle Produktentwicklung. Zu seinen Arbeitsschwerpunkten gehört der konstruktionsnahe Einsatz der Finiten Element Methode als Simulationswerkzeug
