1.Welches sind die Vorteile der FEM-Analyse?
2.Wie hat sich die FE-Methode entwickelt und seit wann wird sie eingesetzt?
Im Jahre 1950 wurde das erste Mal Strukturberechnungen durchgeführt, das war in der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie. 1967 kam das erste Mal der Name FEM ins Spiel. Zuerst waren nur mechanische FE-Methoden möglich, bis heute wurden weitere FE-Methoden entwickelt wie Strömung, Multiphysik und Magnetismus.
3.Welches ist der heutige Stand der FEM-Analyse?
Durch die schnelleren Rechner heutzutage, ist es möglich schneller und genauer die FEM-Analyse durchzuführen. Heute ist es möglich Strukturen, Strömungen, Wärmeleitungen, Magnetismus und Multiphysik zu analysieren.
4.In welche Richtung geht heute der Entwicklungstrend der FEM
Die Richtung geht in virtuelle Produkte Entwicklung (CAE=CAD+FEM).
Das heisst eine vollständige rechnerunterstützte Entwicklung eines technischen Gegenstandes von der ersten Idee bis zur Erstellung eines funktionsfähigen Prototyps.
Dazu möchte man FEM ins CAD integrieren damit auch Konstrukteure einfache Analysen durchführen und grobe Abschätzungen machen können.
5.Welches sind die Schritte vom realen Bauteil zum FE-Modell?
6.Welche Bearbeitungsschritte fallen beim Lösen von FE-Problemen an?
7.Wie ist die Aussagesicherheit bei FE-Analysen und durch was wird deren Genauigkeit beeinflusst?
Die Aussagesicherheit muss letztlich durch ingenieurmässigen Sachverstand überprüft werden. Beeinflusst wird die Genauigkeit durch:
8.Welche Anforderungen stellen sich an die Qualitätsstandards einer FE-Analyse?
Um einen hohen Qualitätsstandard zu erreichen muss die Rückverfolgung, Verifikation und die Validierung klar ersichtlich sein, um FE-Analysen zu prüfen.
9.Was für Vorteile bring eine computergestützte Produktentwicklung?
10.Welches Potenzial liegt in der Simulation?
Das Potenzial ist gewaltig. Es wird aber erst dann voll ausgeschöpft wenn ein simultaner, teamorientierter und abteilungsübergreifender Konstruktionsprozess eintritt und dies vom Management getragen wird. Und die Simulation ist in allen Phasen der Produktentwicklung wichtig. Die frühe Simulation bereites in der Produktplanung ergibt den grössten Nutzen.
11.Welches sind die heutigen Anwendungs- und Einsatzgebiete der FEM-Analyse?
Grundsätzlich fast überall. Denn Material ist Geld, und wo Material gespart wird, wird Geld gespart.
Beispiel: Druckverteilung und Geschwindigkeitsverteilung bei einem Schwimmer mit Bionik Neoprenanzug. Die Simulation hilft das Optimum an Leistung zu erreichen.
12.Welches sind die Aufgaben und Anforderungen an einen Anwender der FEM?
Die Aufgaben des FEM Anwender ist es die richtige Idealisierung und Modellbildung für die Aufgabenstellung zu finden.
Anforderungen:
13.Was versteht man unter CAE?
CAE (Computer Aided Engineering). Dies bedeutet Computer unterstütztes Engineering. Der Computer wird zur Hilfe der Entwicklung herangezogen.
15.Welche alternative gibt es zur konventionellen CAE-Prozesskette?
16.Was versteht man unter einem Schnittstellenprotokoll?
Das Schnittstellenprotokoll kann direkt oder indirekt geschehen. Es ist zwischen CADSystem und Pre-Prozessor, also eigentlich „Wie wird die Geometrie vom CAD ins FEM gebracht?“ Direkt: Parasolid, UG, etc. Indirekt: IGES, STEP, DXF, etc. = Neutrale Formate
17.Welche Schnittstellenprotokolle finden hauptsächlich Verwendung?
18.Welche Aspekte gibt es bei einer CAD-FEM-Kopplung zu beachten?
19.Welche Arten der Nichtlinearitäten gibt es und was wird darunter verstanden?
20.Welche Fehler kann der Anwender bei der FEM-Analyse machen? und
21.Welche Fehler können sich bei der Programm Handhabung ergeben?
22.Was gibt es bei den Masseinheiten zu beachten?
Vergewissern ob das korrekte Einheitssystem gewählt wurde, weil Einheiten nicht direkt im Eingabefeld ersichtlich sind.
23.Welche Faktoren beeinflussen die Genauigkeit der Ergebnisse?
24.Welche Qualitätssicherungsmassnahmen sind zu treffen?
25.Was stellt die FEM aus rein mathematischer Sicht dar?
Ein numerisches Verfahren zur Lösung von partiellen Differentialgleichungen die in ein algebraisches Gleichungssystem überführt werden.
Der Grundgedanke der FEM besteht darin das Gebiet in viele endliche (finite) Elemente aufzuteilen, die an den Elementrändern verknüpft sind. Für die gesuchte Funktion (Verschiebung, Temperatur etc.) werden Ansätze gewählt, die nur in den einzelnen Elementen definiert sind und deren unbekannten Faktoren die Verschiebung bzw. Temperatur an den Elementknoten darstellen.
26.Für was stehen die einzelnen Terme in der Gleichung [K] {u} = {F} ?
K=Steifigkeitsmatrix
U= Verschiebungsfaktor (Vektor)
F=Kraftfaktor (Vektor)
27.Welche Klassen und Typen von Elementen gibt es?
28. Wie viele Freiheitsgrade haben die verschiedenen Elementtypen?
29.Was sind Freiheitsgrade in einem FE-Model?
Freiheitsgrade geben die mögliche Verschiebung/Verdrehung des Knotens an
30.Was sind Kontinuumselemente?
Kontinuumselemente sind Elemente, die nur translatorische Freiheitsgrade besitzen (Scheibenelemente, Volumenelemente)
31.Welche Elemente gibt es neben den Kontinuumselementen noch und wodurch unterscheiden sie sich?
Strukturelemente, sie besitzen Translatorische und rotatorische Freiheitsgrade (Balkenelement, Schalenelement)