Styrkelære og anvendt FEM

2018/2019

Forudsætninger/Anbefalede forudsætninger for at deltage i modulet

De studerende skal have faglig viden, færdigheder og kompetencer indenfor industriel design- og ingeniørområdet svarende til gennemførelsen af Arkitektur & Design uddannelsens 1. – 5. semester eller lign.

Modulets indhold, forløb og pædagogik

Gennem kurset skal de studerende opnå operativ forståelse for svigtformer og beregningsmæssige kriterier. Med udgangspunkt i den almindelige udbredelse af Finite Element-moduler i geometrisk modelleringssoftware skal de studerende sættes i stand til at vurdere deformationsresultater ved en sådan analyse, med bevidsthed om metodens basale begrænsninger og typiske fejl ved resultatfortolkning.

Studerende, der gennemfører modulet:

Læringsmål

Viden

  • Skal have viden om belastningsspektra og levetidsbetragtninger
  • Skal have viden om svigtkriterier (flydning, brud, udmattelse) for seje og sprøde materialer, herunder deviationsarbejdshypotesen (von Mises), brud ved fågangsbelastning af sprøde hhv. seje materialer, samt grundlæggende udmattelse (Wöhler)
  • Skal have viden om samlingsrelaterede problematikker (statisk ubestemte konstruktioner)
  • Skal have viden om plan spændingstilstand og hovedspændinger
  • Skal kunne forstå hvordan numeriske metoder kan anvendes til at opnå tilnærmerede løsninger til fysiske problemer som er beskrevet ved partielle differentialligninger samt deres anvendelse og begrænsninger
  • Skal kunne forstå de basale koncepter og principper bag forskydningsbaseret FEM såsom elementer, diskretisering, stivhed, forskydning, kræfter, interpolation, frihedsgrader, osv.
  • Skal have basal viden omkring opsætning af en FE-model for et statisk strukturelt problem – fra CAD til FE-model
  • Skal kunne forstå kompromiset mellem nøjagtighed og simuleringstid, samt forståelse for validering af en FE-model
  • Skal kunne forstå de enkelte numeriske skridt i en FE-analyse som udføres for at opnå resultater i form af deformation (tøjninger) og spændinger
  • Skal have basal forståelse for forskellige kriterier der kan anvendes som basis for design sammen med FE-analyser

Færdigheder

  • Skal kunne skønne en designmæssig levetid (antal belastninger) for en givent strukturel komponent
  • Skal kunne gennemskue belastnings- og deformationssituationer for plan spændingstilstand
  • Skal kunne anvende enkle svigtkriterier for flerakset spændingstilstand
  • Skal kunne opstille primære styrke- og stivhedsmæssige krav til individuelle produktdele
  • Skal kunne udføre en lineær statisk spændingsanalyse vha. kommercielt FE-software
  • Skal kunne interpretere og rapportere resultater fra simple FE-analyser
  • Skal demonstrere en basal forståelse af koncepterne og applikationerne af FE-analyser ud fra en industriel design-vinkel
  • Skal vide hvor og hvornår FE-analyse kan anvendes som en del af en analyse eller designproces i et industrielt designprojekt

Kompetencer

  • Skal kunne opstille styrke- og stivhedsmæssige krav til en given komponent, samt foretage et levetidsskøn. En CAD-genereret komponentmodel kan omsættes til en FE-model. Der kan foretages deformationsbaseret konvergensanalyse ved netforfining, og FE-analysen kan benyttes til iterativ udvikling af komponentdesignet

Undervisningsform

Se generel beskrivelse af anvendte undervisningsformer i kap. 3.

Eksamen

Prøver

Prøvens navnStyrkelære og anvendt FEM
Prøveform
Skriftlig eller mundtlig
ECTS5
Tilladte hjælpemidler
Uden hjælpemidler
Bedømmelsesform7-trins-skala
CensurIntern prøve
VurderingskriterierEr angivet i rammestudieordningen

Fakta om modulet

Engelsk titelStrength of Materials and Applied FEM
ModulkodeAODIB6K152
ModultypeKursus
Varighed1 semester
SemesterForår
ECTS5
UndervisningsstedCampus Aalborg
Modulansvarlig

Organisation

StudienævnStudienævnet for Arkitektur & Design
FakultetDet Tekniske Fakultet for IT og Design