Über die direkten Verfahren und die Variationsprinzipien erlernen die Studierenden die mathematischen und methodischen Grundlagen der Finite Elemente Methode. An praktischen Anwendungsfällen wird die Notwendigkeit und der Nutzen des Verfahrens beleuchtet und für ein-, zwei- und dreidimensionale Ersatzmodelle angewendet. Zudem werden die Studierenden für die Themen Gütekriterien, h-Konvergenz, p‑Konvergenz sowie Primär- und Sekundärergebnisse sensibilisiert. Die Anfertigung eines semester­begleitenden Beleges befähigt die Studierenden die Methodik mittels eines professionellen Programms eigenständig weiterführend anzuwenden.

• Einführung und Grundlagen der finite Elemente Methode
• Grundlagen der numerischen Integration
• Verformungsverhalten eindimensionaler Systeme
• Variationsprinzipien und deren Anwendung auf die Finite Elemente Methode
• Charakterisierung ausgewählter Elemente (1D, 2D und 3D)
• Grundlagen der strukturierten Vernetzung komplexer Bauteile
• Gütekriterien, h-Konvergenz, p-Konvergenz, Ergebniskonvergenz

• Verbesserung der Methodenkompetenz durch den Einsatz und Kopplung verschiedener digitaler Werkzeuge wie z.B. Ansys, Catia und Excel
• Förderung der ganzheitlich-komplexen Betrachtungsweise im Hinblick auf das Spannungsfeld zwischen Detail- und Systemsimulation
• Sensibilierung des eigenen Sozialverhaltens durch interaktive und kooperierende Gruppenarbeit bei der Belegeerstellung und dem Lösen von Übungsaufgaben
• Stärkung der Selbst- und Personenkompetenz durch Verantwortungsübernahme und Selbstorganisation während der Belegerstellung
• Befähigung zur Vortrags- und Medienkompetenz durch regelmäßige Präsentationen der Belgearbeitspakete

• Gebhardt, C.: Praxisbuch FEM mit ANSYS Workbench: Einführung in die lineare und nichtlineare Mechanik, Cal Hanser Verlag München, München 2011
• Klein, B.: FEM. Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau; mit 12 Fallstudien und 19 Übungsaufgaben, 7. Auflage. Wiesbaden: Vieweg 2007
• Knothe, K.; Wessels, H.: Finite Elemente. Eine Einführung für Ingenieure, 4. erweiterte Auflage, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2008
• Schäfer, M.: Numerik im Maschinenbau, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1999