Vakcode: wb1214

Vaknaam: Eindige Elementen Methode 2

Het betreft een college

ECTS studiepunten: 1,5

Faculteit der Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek

Docent(en): ir. I. Paraschiv

Practicumleider: Ir. M.G. van de Ruijtenbeek

Tel.:  015-27 86510

Tel.:  015-27 81278

Trefwoorden:

Toegepaste mechanica, eindige elementen methode (EEM), elasticiteit, vlakke spanningstoestand, plaatbuiging.

Cursusjaar:

Bsc 2e jaar

Cursustaal:

Nederlands

Semester:

2A

Coll.uren p/w:

2

Andere uren:

12 (practicum)

Toetsvorm:

Schriftelijk tentamen

Tentamenperiode:

2A, 2B

(zie jaarindeling)

Voorkennis: wb1111wb, wb1112wb, wb1212, wb1213-03

Wordt vervolgd door: wb1311

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

Op basis van de virtuele arbeidsstelling wordt een eindige-elementenformulering afgeleid voor statisch lineair-elastisch constructiegedrag. Met behulp van één en hetzelfde basisprincipe worden 1-, 2- en 3-dimensionale elementen bepaald. Het college is er op gericht om met bestaande computerprogramma’s betrouwbare berekeningen te kunnen maken. De invloed van het elementenmodel op de nauwkeurigheid van de berekening en de verificatie en interpretatie van resultaten krijgen aandacht in samenhang met de daarvoor benodigde theorie. Bij het college hoort een computerpracticum.

Interpolatiefuncties. Simplex, complex en multiplex elementen. Lineaire interpolatie. Natuurlijke coördinaten.

Elasticiteit problemen. 3D spanningstoestand. Vlakke spanningstoestand. Axiaalsymmetrie.

Hogere orde elementen. Natuurlijke coordinaten en numerieke integratie. Kwadratische en cubische elementen. Isoparametrische elementen.

Modelleren en postprocessing. Verdeelde belasting. Kwaliteit elementennet. Nauwkeurigheid. Netverfijning. Postprocessing resultaten.

Eindige-elementen voor plaatbuiging.

College materiaal:

• David V. Hutton, Fundamentals of Finite Element Analysis, 2004, McGraw-Hill ISBN 0071218572
• Boek: "Finite Element Analysis" - Theory and Practice", schrijver M.J. Fagan, ISBN 0-582-02247-9 (dit boek is nog geschikt voor 3e en ouderejaars studenten; behoeft niet te worden aangeschaft door 2e jaars studenten)
• Oefenopgaven EEM 2 (wb1214) in pdf formaat op Blackboard.

Practicum

• Beknopte Handleiding Ansys 5.6, J.Booij, CFF Piguillet, MG vd Ruijtenbeek.

Referenties vanuit de literatuur:

Opmerkingen (specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):

Het studievak wordt afgenomen middels een combinatie van een practicumopgave en een tentamen. Practicumverslag dient voor tentamen datum te zijn ingeleverd.

Bepaling eindcijfer: Eindcijfer: C = (7 * T + 3 * P) / 10

T: Tentamencijfer (T ³ 4); P: Practicumcijfer (P ³ 4)

Leerdoelen:

De student kan:

1. De werking van EEM op basis van het principe van virtuele arbeid beschrijven

2. Voor verschillende typen van vlakke plaatelementen (driehoekig, vierhoekig, simplex, hogere orde, isoparametrisch) de verplaatsingsvelden weergeven

3. Op basis van geometrie en belastingen van een constructie de meest geschikte elementtypes kiezen

4. Aansluitingsfouten die kunnen optreden bij gebruik van verschillende elementtypen in eenzelfde analyse, herkennen en m.b.v. kinematische koppelingen verhelpen

5. Voor verschillende typen van vlakke plaatelementen voor verschillende belastingcondities de arbeidsequivalente knooppuntskrachten bepalen

6. Uit verplaatsingsfuncties op elementzijden, de bijbehorende rekken en spanningen afleiden

7. Aan de hand van verschillen tussen knooppuntresultaten en elementresultaten de meshfijnheid beoordelen

8. Een eenvoudige (lineair-elastisch, statisch) analyse met vlakke plaatelementen plannen, het model maken, en de berekening uitvoeren

9. Resultaten van analyses aan vlakke plaatconstructies op juistheid en nauwkeurigheid beoordelen

10. Berekende spannings- en vervormingstoestanden in vlakke plaatconstructies interpreteren en op toelaatbaarheid beoordelen

Computer gebruik:

In het practicum zal de student zelf de computer moeten gebruiken voor de analyse van constructies.

Practicum:

Met behulp van ANSYS wordt een analyse gemaakt.

Ontwerp component:

Het practicum is erop gericht om de student vertrouwd te maken met het gebruik van de computer als analyse gereedschap, met name om te worden gebruikt in het ontwerpproces.

Percentage ontwerponderwijs:  25 %