Computational Mechanics
Allgemeine Informationen zur Lehrveranstaltung
Computational Mechnics CM
Dozent Prof. Dr.-Ing. Anton Matzenmiller
E-Mail: post-structure@uni-kassel.de / Tel. +49 561 804-2043
Umfang 3 Vorlesungen / 1 Übung
4. Semester
Lernziele
Die Lehrveranstaltung soll theoretische Grundlagen und Berechnungsverfahren der technischen Festkörperstatik vermitteln. Spezielle Aufgabenstellungen der numerischen Mechanik werden systematisch formuliert.
Inhalte
- Kontinuumsmechanische Grundlagen
- Kinematik
- Bilanzgleichungen für Masse, Impuls, Drehimpuls
- Prinzip der virtuellen Verschiebungen
- Lineare Elastizität
- Verschiebungsgleichungen (in kartesischen und Zylinderkoordinaten)
- Ebene Probleme
- Nichtlineare Elastizität
- Stoffmodelle der Hyperelastizitätstheorie
- Inkompressibles Materialverhalten für gummiartige Werkstoffe
- Kompressibles Materialverhalten für Elastomere
- Einführung in das FE-Programm FEAPpv
- Lineare Viskoelastizitätstheorie
- Nichtlineare Probleme der FEM, wie z.B. Elastoplastizitätstheorie; finite Verformungen von Strukturen, Kontaktaufgaben
Schrifttum
- D. Gross, W. Hauger und W. Schnell, P. Wriggers: Technische Mechanik 4, Springer Verlag.
- S. Timoshenko, J. Goodier: Theory of Elasticity, Mc Graw Hill
- Haupt, P.: Continuum Mechanics and Theory of Materials, Springer, Berlin (2002)
- L. Malvern: Introduction to the Mechanics of a Continuous Medium, Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall, 1969.
Voraussetzungen
- Technische Mechanik 1 - 3
- Mathematik 1 - 3
Leistungsnachweis
- Bearbeitung von Hausaufgaben
- mündliche Prüfung
Anmerkungen
Studierende der Fachbereiche Physik, Bauingenieurwesen und Mechatronik sind willkommen.
Vorlesungesmaterial
Die aktuellen Aufgaben sind als PDF-Dateien vorhanden. Das Passwort wird in der Vorlesung bekannt gegeben.
Syllabus:
Vorlesungsbegleitende Unterlagen zur Wellenausbreitung:
FORTRAN-Quellcode von STAN (gepackt):
Die FORTRAN-Datei muss entpackt und mit einem FORTRAN-Compiler unter WINDOWS oder LINUX kompiliert werden.
Das Kompilieren der FORTRAN-Dateien kann mit diversen Compilern für WINDOWS oder LINUX erfolgen. Eine kleine Einweisung gibt die nachfolgende PDF-Datei:
Der GNU-FORTRAN-Comiler für WINDOWS:
Die Input-/Outputdateien eines Testproblems "Unterspannter Balken" für STAN:
Das Element Plane für STAN:
- wird hier demnächst bereit gestellt
Kleine FORTRAN-Programme für die vorlesungsbegleitenden Rechnerübungen:
Die Installationsdateien FEAP für Windows und Linux:
Die Seite des amerikanischen Entwicklerteams unter Leitung von Prof. Robert Taylor mit weiteren Informationen finden Sie hier.
Die englische Anleitung der Entwickler finden Sie hier:
Einen Vortrag zur Einführung in FEAP finden Sie hier:
Unsere eigene deutsche Anleitung finden Sie hier:
Die auf der amerikanischen Homepage angebotenen Input-/Outputdateien eines Testproblems:
FORTRAN-Quellcode von MEMBRAN:
Die FORTRAN-Datei muss mit einem FORTRAN-Compiler unter WINDOWS oder LINUX kompiliert werden.
Die Input-/Outputdateien eines Testproblems für MEMBRAN:
Internetseiten über FORTRAN77 und Compiler: