Finite Element Analysis

Die Finite-Elemente-Analyse hat sich zur beliebtesten Technik für die detaillierte Untersuchung von Ingenieurbauwerken entwickelt. Es ist besonders nützlich, wenn die Komplexität der Geometrie oder der Belastung so groß ist, dass alternative Methoden nicht geeignet sind. Die Finite-Elemente-Methode basiert auf der Prämisse, dass eine komplexe Struktur in endlich viele kleinere Teile (Elemente) zerlegt werden kann, deren Verhalten bekannt ist oder postuliert werden kann. Diese Elemente können dann in gewisser Weise zusammengesetzt werden, um das Verhalten der Struktur zu modellieren. Intuitiv scheint diese Prämisse vernünftig zu sein, aber es gibt viele wichtige Fragen, die beantwortet werden müssen. Um sie beantworten zu können, ist es notwendig, eine gewisse mathematische Strenge bei der Entwicklung der Finite-Elemente-Techniken anzuwenden. Der Ansatz, der in diesem Buch verfolgt wird, besteht darin, die grundlegenden Ideen und Methoden auf der Grundlage eines intuitiven technischen Ansatzes zu entwickeln und sie dann bei Bedarf mit geeigneten mathematischen Beweisen zu unterstützen. Es wird sich schnell herausstellen, dass die Finite-Elemente-Methode ein äußerst leistungsfähiges Werkzeug für die Analyse von Strukturen (und für andere Feldprobleme) ist, dass aber der Umfang der Berechnungen, die erforderlich sind, um alle außer den trivialsten von ihnen zu lösen, so groß ist, dass die Unterstützung eines Computers erforderlich ist. Wie bereits erwähnt, stellen sich viele Fragen zur Finite-Elemente-Analyse. Einige dieser Fragen sind mit den grundlegenden mathematischen Formulierungen verbunden, einige mit numerischen Lösungstechniken und andere mit der praktischen Anwendung der Methode. Um diese Fragen beantworten zu können, muss der Ingenieur/Analyst sowohl die Art und die Grenzen der Finite-Elemente-Approximation als auch das grundlegende Verhalten der Struktur verstehen. Eine falsche Anwendung von Finite-Elemente-Analyseprogrammen tritt am ehesten auf, wenn der Analytiker die technischen Phänomene nicht kennt. . Sprache: Englisch