Kursplan för Konstruktionsberäkningar med finita elementmetoden

Linjär algebra och flerdimensionell analys.

Att ge grunderna för finita elementmetoden och dess användning för
linjärelastisk analys av deformation, töjning och spänning i dimensionering
av mekaniska system.

• Beskriva de teoretiska grunderna för finita elementmetoden (FEM) med tillämpning på linjärelastiska problem.
• Beskriva de praktiska stegen som behövs för att skapa en FE-modell i en kommersiell mjukvara.
• Skapa en komplett FE modell utifrån given CAD-data i en kommersiell programvara
• Använda kommersiell programvara för att
  - beräkna spänningar och deformationer i en struktur
  - dimensionera en komponent utifrån bruksgränstillstånd
  - dimensionera en komponent utifrån gränslasttillstånd
• Redogöra för begreppet konvergens av en FE-lösning och beskriva konvergenshastighet och hur denna påverkas av olika elementapproximationer samt strukturens geometri
• Identifiera situationer som leder till spänningssingulariteter och spänningskoncentrationer samt hur en FE approximation bör konstrueras för att ta hänsyn till dessa.
• Kunna skapa och modifiera en FE-diskretisering för att minska diskretiseringsfelet.
• Tillämpa St. Venants princip för att bedöma effekten av randvillkor.
• Välja lämpliga element för att analysera en struktur.
• Modellera strukturer med element av typen: fjädrar, stänger, balkar, plattor, skal och solider.
• Resonera kring olika typer av felkällor, samt exemplifiera dessa, då ett fysiskt problem beskrivs av en strukturmekanisk modell.
• Bedöma tillförlitligheten hos en FE-lösning.

• Grunderna för FEM med fokus på linjärelastiska spänningsproblem.
• Grunderna för skapande av element: numeriska approximationer och geometrisk diskretisering.
• Assembleringsprocessen för etablering av styvhetsmatrisen och lastvektorn, lösning av linjära ekvationssystem, beräkning av spänningar.
• Identifiering och hantering av olika typer av randvillkor.
• Skapa och analysera FE-modeller i kommersiell programvara.
• Tolkning och utvärdering av FE-resultat.

Kursen innehåller ungefär 30 h föreläsningar och ungefär 30 h datorövning. Föreläsningar går igenom teori samt exemplifierar denna genom räkneuppgifter. Under datorövningarna arbetar studenterna med inlämningsuppgifter med lärarstöd.

Meddelas närmare kursstart.

Skriftlig tentamen som bestämmer beetyget. Obligatoriska inlämningsuppgifter.