Enkeltfag Engelsk 10 ECTS

Introduktion til Finite Element Analyse

Overordnede kursusmål

Finite Element Metoden er en af de mest udbredte numeriske metoder som tages i brug til at designe og optimere komponenter og processer i traditionel maskinindustri, produktion, udstyr for medicinske og biomekaniske anvendelser (Life-sciences), samt civile infrastrukturer. Det er et essentielt redskab med betydelige samfundsmæssige bidrag til bl.a. den grønne omstilling, sundhedssektoren og industri 4.0.

Studerende på dette kursus vil opnå en grundlæggende forståelse af den teoretiske baggrund for finite element metoden og dens anvendelse på industrielle problemer. Ved hjælp af kommerciel finite element software vil studerende kunne udføre termiske og strukturelle analyser i 2D og 3D. Gennem både teori og numeriske eksperimenter vil studerende få et overblik over metodens styrkepunkter, men også kende dens begrænsninger. Der lægges særlig vægt på grundlæggende koncepter indenfor numerisk modellering, såsom at forstå, vurdere og kontrollere de forskellige fejlkilder.

See course description in English

Udføre strukturel og varmeoverførselsmodellering ved hjælp af finite element software.
Forklare teorien bag de oftest brugte modelleringsmuligheder der tilbydes i kommercielle finite element software.
Huske de mest relevante typer af finite element analyser og vælge den rigtige for et givet problem.
Beskrive de forskellige netgenereringsstrategier og -teknikker og anvende dem korrekt for at skabe nøjagtige og effektive finite element modeller.
Vælge en eller flere passende finite element typer til en specifik analyse.
Beskrive input- og output-filformater, der anvendes af finite element software, og tilpasse finite element modeller ved at redigere sådanne filer.
Forklare, hvordan importerede CAD-modeller hænger sammen med det genererede finite element net, identificere og rette fejl i de importerede CAD-geometrier.
Udføre simplificeringer med hensyn til geometri, belastninger og randbetingelser i en finite element model for at opnå den nødvendige nøjagtighed samtidig med at minimere beregningstiden.
Verificere en model og vurdere dens nøjagtighed baseret på enkle håndberegninger, finite element teori og netkonvergensstudier.
Forklare logistikken bag implementeringen af finite element metoden med hensyn til nummerering af frihedsgrader og forbindelse af elementer.
Udføre post-processering og rapportere resultaterne af finite element analyser på en struktureret, klar, præcis og informativ måde.

Kurset er baseret på teoretiske forelæsninger, computerøvelser og projektarbejde. Indledningsvist introduceres stivhedsmetoden som en praktisk tilgang til finite element metoden for simple elementer. Herefter præsenteres den generelle teori for finite element metoden som beror på koncepter som virtuelt arbejdes princip, formfunktioner og numerisk integration. Der gennemgås og testes de mest almindelige elementtyper, der findes i finite element software. Derudover forklares simple og mere avancerede randbetingelser i detalje. En række praktiske aspekter bliver omtalt, såsom import af CAD-geometrier, netgenererings teknikker, filformater og post-processering. Den grundlæggende teori bag forskellige analyseformer præsenteres også, samt de mest almindelige typer af lineære løsere, der anvendes i finite element analyser. I det første gruppeprojekt programmerer studerende en meget simpel finite element model ved hjælp af stivhedsmetoden. I løbet af de tre uger i januar udføres et større projektarbejde ved hjælp af kommerciel software.

02002/02003/62646/41502/41534/41814, Der lægges stor vægt på kendskab til generelle spændings- og tøjningstilstande (41502/41534 eller tilsvarende), kendskab til varmetransmission (41814) samt fortrolighed med programmering (02002/02003/62646 eller tilsvarende erfaring).

Forelæsninger, øvelser med brug af software og håndberegninger samt projektarbejde. Afleveringsprojekter udføres i grupper af tre studerende.