Vakcode: wb1212

Vaknaam: Eindige Elementen Methode 1

Het betreft een college

ECTS studiepunten: 3

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), balken, virtuele arbeid, potentiële energie, verplaatsingsmethode.

Cursusjaar:

Bsc 2e jaar

Cursustaal:

Nederlands

Semester:

1A

Coll.uren p/w:

4

Andere uren:

16 (practicum)

Toetsvorm:

Schriftelijk tentamen

Tentamenperiode:

1A, 1B

(zie jaarindeling)

Voorkennis: wb1111wb, wb1112wb

Wordt vervolgd door: wb1213-03, wb1214, wb1311

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

In dit college wordt een inleiding gegeven in de eindige-elementenmethode. De eindige-elementenmethode is een benaderingsmethode, waarmee allerlei constructies kunnen worden doorgerekend. Op basis van de virtuele arbeidsstelling wordt een eindige-elementenformulering afgeleid voor statisch lineair-elastisch constructiegedrag. 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.

Virtuele arbeid. V.a. voor vervormbare lichamen.

Stijfheidsmatrix. Afleiding stijfheidsmatrix m.b.v. het principe van de virtuele arbeid.

Verplaatsingsmethode. Computerberekeningen, structuur van de EEM, vakwerkconstructies, balkconstructies.

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 1 (wb1212) 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 (2) practicumopgaven en een tentamen. Practicumverslagen dienen voor tentamen datum te zijn ingeleverd.

Bepaling eindcijfer: Eindcijfer: C = (7 * T + 1,5 * P1 + 1,5 * P2) / 10

T: Tentamencijfer (T ³ 4); P1 en P2: Practicumcijfers (P1,2 ³ 4)

Leerdoelen:

De student kan:

1. Het belang en de werking van EEM (als analyse gereedschap om te worden gebruikt in het ontwerpproces) voor het merendeel van constructeurs problemen (statisch, lineair-elastisch) aangeven

2. De basisbegrippen voor het numeriek analyseren van staaf/vakwerkconstructies (kinematische relatie, constitutieve relatie, evenwichtsrelatie, element stijfheidsmatrix, globale stijfheidsmatrix, principe van virtuele arbeid, initiele rek) beschrijven en toepassen

3. De basisbegrippen voor het numeriek analyseren van balkconstructies (identiek aan de set voor vakwerkconstructies, maar dan uitgebreid met verdeelde belasting en kinematische koppelingen) beschrijven en toepassen

4. Met behulp van een grafische user interface met een commercieel EEM systeem werken

5. Eenvoudige statische analyses aan 2-D constructies, met behulp van 2-D lijnelementen (staven, veren, balken), bij lineair-elastisch materiaalgedrag en lineair geometrisch gedrag, plannen, modelleren, en uitvoeren

6. EEM resultaten (reactiekrachten, verplaatsingen, rekken, spanningen) postprocessen en interpreteren

Computer gebruik:

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

Practicum:

Met behulp van ANSYS worden een aantal analyses 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 %