- Abstract -
Martin Hiersche
FEM - Finite Elemente Methode
Die FEM ist ein mathematisches Verfahren zur Lösung von Differentialgleichungen. Mit diesen können die unterschiedlichen Verhaltensweisen von Strukturen beschrieben werden. Die FEM ist eines der häufigsten routinemäßigen Berechnungsverfahren. Diese Methode wird zur Auswertung der komplexen Strukturen im Apparate- und Maschinenbau, der Luft- und Raumfahrt, der Fahrzeugtechnik und im Bauwesen eingesetzt. Entwickelt und eingesetzt wurde die FEM in den Bereichen der Strukturmechanik.
Der Einsatz der FEM kommt überall dort vor, wo physikalische Erscheinungen durch partielle, orts- bzw. zeitabhängige Differentialgleichungen beschrieben werden.
Die Berechnung von Bauteilen und Baugruppen in der Industrie stellt heutzutage eine wesentliche Herausforderung dar. In der Finiten Elemente Methode werden Bauteile für den späteren Einsatz in allen Lebensbereichen untersucht, entwickelt und berechnet. Hierbei werden die Materialen wie Stahl, Holz usw. auf ihre Haltbarkeit unter Belastungen geprüft, um sie später in den einzelnen Baugruppen verwenden zu können.
Damit man komplexe Module besser auswerten kann, sind in der Industrie und Entwicklung mehrere Softwareberechnungsprogramme im Einsatz. Eines der am häufigsten verwendeten Programme ist Nastran. Dieses Programm unterstützt als Schnittstellenmodul FEMAP. In diesem Berechnungsprogramm hat man die Möglichkeit, sich das Modell als Neutral File Format ausgeben zu lassen. Somit kann man diese Daten in andere FEM Berechnungsprogramme einlesen. Nun sollte man aber nicht die FEM als Allheilmittel für sämtliche neuartigen und ungelösten Feldprobleme ansehen, denn zur Lösung einer derartigen Aufgabe ist es erforderlich, das der FEM zugrunde liegende Modell zu entwickeln bzw. ein bereits vorhandenes auf seine Verwendbarkeit zu prüfen und zu überprüfen.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Nastran for Windows
- FEM-Baukasten
- Allgemein
- Das Dateiformat
- Das NEUTRAL-Format
- Aufbau des Neutral File Format
- Die Formatierung des Neutral File Formates
- Data Block Format
- Der Konverter
- Vorbetrachtungen
- Aufbau des Konverters
- Arbeitsweise des Konverters
- Dateikonvertierung FEM-Baukasten (.fem) nach Neutraldatei (.neu)
- Aufbau der .fem Datei
- Konvertierungstabelle
- Tabellenerklärung
- Kommentarzeile
- Sektion DIALOG
- Sektion TITEL
- Sektion KNOTEN
- Sektion MATERIAL
- Sektion GEOMETRIE
- Sektion FEDERKENNWERTE
- Sektion MODELL
- Sektion ELEMENT OD
- Sektion ELEMENT 1D
- Sektion ELEMENT 2D
- Sektion ELEMENT 3D
- Dateikonvertierung Neutraldatei (.neu) nach FEM-Baukasten (.fem)
- Aufbau der .neu Datei
- Konvertierungstabelle
- Tabellenerklärung
- Data Block 100 Neutral File Header
- Data Block 403 Nodes
- Data Block 413 Layer Data
- Data Block 507 Loads
- Data Block 601 Materials
- Data Block 402 Properties
- Data Block 404 Elements
- Data Block 506 Constraints
- Meldungen des Konverters
- Konvertierungsrichtung FB nach FEMAP
- Datensatz lässt sich nicht bearbeiten
- Konvertierung von Seilen nicht möglich
- Freiheitsgrade
- Konvertierungsrichtung FEMAP nach FB
- Konvertierung von Stäben
- Isotropes Material
- Konvertierungsrichtung FB nach FEMAP
- Beispiel Element 1D Radarkuppel
- Beispiel Element 1D Steg
- Beispiel Element 2D Gelenkhebel
- Beispiel Element 3D Zahnrad
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Diplomarbeit untersucht die Entwicklung eines Konverters, der die Umwandlung von FEM-Baukasten Dateien zur Weiterverarbeitung in FEMAP und umgekehrt ermöglicht. Der Konverter soll die Interoperabilität zwischen den beiden Softwarepaketen verbessern und den Datenaustausch zwischen den Programmen erleichtern.
- Dateiformat und Struktur der FEM-Baukasten Dateien
- Aufbau und Funktion des Neutral File Formats
- Entwicklung und Implementierung des Konverters
- Funktionsweise und Limitationen des Konverters
- Beispiele für die Anwendung des Konverters in verschiedenen Anwendungsbereichen
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in das Thema der Diplomarbeit ein und erläutert die Bedeutung der FEM in verschiedenen technischen Bereichen. Kapitel 2 stellt das Softwarepaket Nastran for Windows vor und seine Bedeutung im Kontext der FEM. Kapitel 3 befasst sich mit dem FEM-Baukasten und dessen Dateiformat. Kapitel 4 beschreibt das NEUTRAL-Format und seine Bedeutung für den Datenaustausch zwischen verschiedenen FEM-Softwarepaketen. Kapitel 5 präsentiert den Konverter und seine Funktionsweise. Die Konvertierung von FEM-Baukasten Dateien nach Neutraldatei (.neu) und umgekehrt wird detailliert beschrieben. In Kapitel 6 werden die Meldungen des Konverters und die Limitationen der Konvertierung behandelt. Kapitel 7 präsentiert Beispiele für die Anwendung des Konverters in verschiedenen Anwendungsbereichen.
Schlüsselwörter
FEM, FEM-Baukasten, Nastran, FEMAP, Neutral File Format, Konverter, Dateiformat, Datenaustausch, Interoperabilität, Software, Engineering, Berechnung, Strukturmechanik
- Vorbetrachtungen
- Arbeit zitieren
- Diplom Mathematiker (FH) Martin Hiersche (Autor:in), 2005, Konverter zur Umwandlung von FEM-Baukasten-Dateien zur Weiterverarbeitung in FEMAP und umgekehrt, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/61586
