Bauteilberechnung Und Optimierung Mit Der Fem: Materialtheorie, Anwendungen, Beispiele

ISBN-13: 9783519004257 / Niemiecki / Miękka / 2005 / 460 str.

Gerhard Silber; Florian Steinwender

Opis

In einer Zeit schnellen Wandels werden von Unternehmen immer kurzere Entwicklungszeiten fur innovative hochtechnologische Produkte bei optimalem Materialeinsatz gefordert. Diese Produkte mussen ausserdem kostengunstig und konkurrenzfahig sein und zwar unabhangig davon, ob es sich um Produkte des Maschinenbaus, der Luft-und Raumfahrtindustrie, der Medizintechnik oder anderer Bereiche handelt. Um diesen Anspruchen gerecht werden zu konnen, ist die Entwicklung und Gestaltung eines Produktes bis hin zum Design unter Einbeziehung moderner Materialien weitestgehend nur noch mit Hilfe eines abgerundeten theoretischen Basiswissens sowie computerunterstutzter Methoden, wie etwa der Finiten Elemente Methode (FEM) moglich. Deshalb mussen heutige Absolventen von Ingenieurdisziplinen ebenso wie auch in der Praxis stehende Ingenieure sowohl uber ausreichende Kenntnisse von Materialien und deren Verhal ten (Werkstoffphanomenologie und Modellierung) einerseits sowie geeigneter numerischer Berechnungsverfahren (FEM) andererseits im Rahmen der Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen und Bauteilsystemen (Produkten) verfugen. Bei der Berechnung solcher Produkte reicht es aber nicht mehr aus, stets und hochstens linear--elastisches Materialverhalten oder gar die Bauteile als starre Korper vorauszuset zen. Ganz im Gegenteil hat der Entwickler im Rahmen einer Wertschopfung heutzutage bei der Vielzahl von Materialien ja gerade die "Wahl," ein fur das jeweilige Bauteil optimales Materialverhalten "einzubauen." Fur solche ambitionierteren Modellierungen einer jeweils zu entwerfenden Struktur und deren Vorhersage im Betrieb ist allerdings ein bestimmtes Grundlagenwissen unabdingbar. Dieses Wissen setzt sich idealerweise aus Kenntnissen der Werkstoffphanomenologie, der Kontinuumsmechanik und Materialtheorie sowie der Finiten Elemente Methode (FEM) zusammen."

Recenzje

"Das Buch von G. Silber und F. Steinwender gehört zu den herauszuhebenden Büchern, zumal es theoretisch streng und konsequent aufgebaut ist, gleichzeitig die praktische Anwendung nicht aus dem Auge verliert".
ZAMM Zeitschrift für angewandte Mathematik und Mechanik, 03/2006

Spis treści

Theoretische Grundlagen: Werkstoff-Phänomenologie - Einführung in die Kontinuumsmechanik - Materialtheorie - Randwertprobleme - Spezielle Tragwerke - Finite Elemente Methode (FEM). Anwendungen: Elementauswahl, Transfer von CAD- und Messdaten in ein FE-Programm - MAXWELL-Stab bei harmonischer Dehngeschichte - Rotationssymmetrische linear-elastische Trägerstrukturen - Polymere Weichschaumverbünde. Anhang mit mathematischen Grundlagen

O autorze

Prof. Dr.-Ing. habil. Gerhard Silber ist Professor für Technische Mechanik und Werkstoffmechanik sowie Geschäftsführender Direktor des Instituts für Materialwissenschaften (IfM) an der FH Frankfurt am Main.
Prof. Dr.-Ing. Florian Steinwender ist Professor für Konstruktion/CAD und die Finite Elemente Methode sowie Mitglied im Institut für Materialwissenschaften an der FH Frankfurt am Main.

Blurb

Das vorliegende Lehr- und Fachbuch bildet unter Einbeziehung der Werkstoffphänomenologie einen Brückenschlag zwischen analytischen und numerischen Methoden wie der Kontinuumsmechanik und der Finite Elemente Methode (FEM). Aufbauend auf den Grundlagen der Materialtheorie wird besonders auf Bauteile mit linear- und nichtlinear-elastischem sowie linear-viskoelastischem Werkstoffverhalten eingegangen. Dabei wird beispielsweise das ausgeprägte viskoelastische Verhalten von Natur- und Kunststoffen beleuchtet. Gegliedert in einen theoretischen Grundlagenteil und einen anwendungsbezogenen Teil mit Beispielen aus Forschung und Technik gibt das Buch zuverlässig über Form- und Materialoptimierung von Bauteilen Auskunft. Der Inhalt des Buches schließt wichtige Teile des Lehrstoffes Höhere Festigkeitslehre mit ein.