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Dissertations / Theses on the topic 'Finite Elemente Methode (FEM)'
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1
Kleditzsch, Stefan, and Birgit Awiszus. "Modeling of Cylindrical Flow Forming Processes with Numerical and Elementary Methods." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-97124.
Full textAbstract:
With flow forming – an incremental forming process – the final geometry of a component is achieved by a multitude of minor sequential forming steps. Due to this incremental characteristic associated with the variable application of the tools and kinematic shape forming, it is mainly suitable for small and medium quantities. For the extensive use of the process it is necessary to have appropriate simulation tools. While the Finite-Element-Analysis (FEA) is an acknowledged simulation tool for the modeling and optimization of forming technology, the use of FEA for the incremental forming processes is associated with very long computation times. For this reason a simulation method called FloSim, based on the upper bound method, was developed for cylindrical flow forming processes at the Chair of Virtual Production Engineering, which allows the simulation of the process within a few minutes. This method was improved by the work presented with the possibility of geometry computation during the process.
2
Holsten, Sven. "FEM-unterstützte Parameterstudie des Innengewinde-Fertigungsverfahrens Gewindefurchen." Kassel : Kassel Univ. Press, 2005. http://deposit.d-nb.de/cgi-bin/dokserv?idn=981992331.
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3
Iatridis, Konstantin. "Temperaturoptionen für die Elemente BITO und TORU des FEM-Programms COSA." [S.l.] : Universität Stuttgart , Zentrale Universitätseinrichtung (RUS, UB etc.), 1996. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB6783421.
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4
O, Chol Gyu. "Shape optimization for Two-Dimensional transonic airfoil by using the coupling of FEM and BEM." [S.l. : s.n.], 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-26978.
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5
Bernert, Katrin. "Algorithmus zur adaptiven Neuvernetzung des Werkstückes für die FEM-Simulation des Querwalzens." [S.l. : s.n.], 2004. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB11244006.
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6
Kanzenbach, Lars. "Bestimmung elastischer Ersatzkennwerte von spongiösem Knochen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode." Master's thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-129299.
Full textAbstract:
The aim of this master’s thesis is to determine the effective material properties of cancellous bone. In the first part of this work, finite element models are used for numerical homogenization of trabecular structures. It is shown that the applied boundary conditions have a strong influence on the effective material properties. To this end, different boundary condition are opposed and discused. In the second part, the Levenberg-Marquardt method is used to identify the preferred direction. Furthermore, it is shown that cancellous bone can be modelled as a transverse isotropic material. Finally, the homogenized continua are compared with the microstructural models of cancellous boneZiel der Masterarbeit ist die Bestimmung der effektiven Materialparameter von spongiösem Knochen (lat. spongia „Schwamm“). Die numerische Homogenisierung von Trabekelstrukturen erfolgt mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Es wird gezeigt, dass die verwendeten Randbedingungen einen starken Einfluss auf die effektiven Materialparameter ausüben. Die verschiedenen Randbedingungen werden dazu gegenübergestellt und diskutiert. Im zweiten Teil erfolgt mit Hilfe des Levenberg-Marquardt-Verfahrens die Identifizierung von ausgezeichneten Richtungen.Weiterhin wird gezeigt, dass die Spongiosa näherungsweise als transversalisotropes Material modelliert werden kann. Am Ende erfolgt der Vergleich des homogenen Ersatzkontinuums mit dem Mikrostrukturmodell der Spongiosa
7
Simeitis, Sven D. "Vergleich von Simulationen mittels Pro/MECHANICA und ANSYS." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2011. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-68443.
Full textAbstract:
Gegenstand dieser Arbeit ist es, Simulationsergebnisse von Pro/MECHANICA und ANSYS zu vergleichen, um somit einen Hinweis auf die Qualität der Berechnungsergebnisse von integrierten FEM-Systemen zu bekommen. Als Beispiele dienen verschiedene Bauteile aus dem Gebiet der Strukturmechanik (linear-elastischer Bereich), welche mit Pro/MECHANICA und ANSYS modelliert und berechnet werden. Abschließend erfolgt eine Gegenüberstellung der Daten aus FEM und analytischer Rechnung, sowie eine Bewertung der Ergebnisse.
8
Buhr, Kai Carsten. "Entwicklung von FEM-basierten Konzepten für die schwingfeste Auslegung von Schraubenverbindungen." Aachen Shaker, 2007. http://d-nb.info/988919249/04.
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9
Geis, Winfried. "FEM mit web-Spline-Basis analytische und numerische Behandlung geeigneter Gewichtsfunktionen /." [S.l. : s.n.], 2001. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB9716178.
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10
Beuchler, Sven. "Wavelet preconditioners for the p-version of the fem." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200600607.
Full textAbstract:
In this paper, we consider domain decomposition preconditioners for a system of linear algebraic equations arising from the p-version of the fem. We propose several multi-level preconditioners for the Dirichlet problems in the sub-domains in two and three dimensions. It is proved that the condition number of the preconditioned system is bounded by a constant independent of the polynomial degree. The proof uses interpretations of the p-version element stiffness matrix and mass matrix on [-1,1] as h-version stiffness matrix and weighted mass matrix. The analysis requires wavelet methods.
11
Wölkerling, Sven. "FEM-Berechnungen von Spannungen und Spannungsintensitätsfaktoren in und an Einschlüssen /." Aachen : Shaker, 2007. http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&doc_number=016599352&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA.
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12
Ridane, Nader. "FEM-gestützte Prozessregelung des Freibiegens /." Aachen : Shaker, 2008. http://d-nb.info/989460258/04.
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13
Eibner, Tino, and Jens Markus Melenk. "Multilevel preconditioning for the boundary concentrated hp-FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601662.
Full textAbstract:
The boundary concentrated finite element method
is a variant of the hp-version of the finite
element method that is particularly suited for
the numerical treatment of elliptic boundary
value problems with smooth coefficients and low
regularity boundary conditions. For this method
we present two multilevel preconditioners that
lead to preconditioned stiffness matrices with
condition numbers that are bounded uniformly in
the problem size N. The cost of applying the
preconditioners is O(N). Numerical examples
illustrate the efficiency of the algorithms.
14
Dichev, Kiril. "Performanceanalyse und -optimierung der Gleichungslösung eines bestehenden Strukturmechanik-FEM-Programms für den Tunnelbau." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-27002.
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15
Melnikov, Anton. "Strukturzuverlässigkeit durch Frequenzganganalyse mit Finite-Elemente-Methode im Rahmen des Projektes DRESDYN." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-226090.
Full textAbstract:
Im Rahmen des Projektes DRESDYN wird einem mit Fluid gefülltem rotierenden Behälter eine Präzession aufgezwungen. Durch Fertigungsungenauigkeiten und andere Einflusse weicht die Position des Masseschwerpunktes des Behälters von den Rotationsachsen ab, was zu harmonischen Kräften in der Behälterlagerung führt. Die Eigenfrequenzen der Unterkonstruktion liegen relativ niedrig, was eine zeitdiskrete quasistatische Betrachtung nicht mehr erlaubt. Eine transiente Analyse würde dagegen bei der Anzahl an Lastfällen einen viel zu großen Rechenaufwand verursachen. Da die Kräfte in einen statischen und harmonischen Anteil zerlegt werden können, kann die Frequenzganganalyse alternativ zur Lösung des Problems verwendet werden. Die Expansion der harmonischen Lösung liefert die diskreten Zeitschritte der Reaktionskraft- und Spannungsamplituden, welche für einen Ermüdungsfestigkeitsnachweis verwertet werden können.
16
Eibner, Tino. "Randkonzentrierte und adaptive hp-FEM." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601050.
Full textAbstract:
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit verschiedenen Aspekten der hp-FEM.
Insbesondere werden hierbei folgende Punkte genauer untersucht:
1. Das effiziente Aufstellen der Steifigkeitsmatrix auf Referenzelementen, die keine Tensorproduktstruktur besitzen.
2. Eine lokale Konvergenzbetrachtung für die randkonzentrierte hp-FEM.
3. Ein Multilevel-Löser für die randkonzentrierte hp-FEM.
4. Eine Strategie für hp-Adaptivität.
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Donner, Hendrik. "FEM-basierte Modellierung stark anisotroper Hybridcord-Elastomer-Verbunde." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-229188.
Full textAbstract:
Zur Analyse der Beanspruchungen in textilverstärkten Elastomerbauteilen wie Luftfedern, Reifen, Riemen und Schläuchen sind Berechnungsmodelle mit einer feinen Balance zwischen Genauigkeit und Effizienz erforderlich. Die großen Deformationen, stark anisotropen Struktureigenschaften und kleinen Abmessungen der Festigkeitsträger gegenüber denen des Bauteils bedürfen einerseits einer detaillierten Modellierung, andererseits sind die kritischen Bereiche in diesen Bauteilen räumlich stark begrenzt, sodass eine Reduktion des Berechnungsaufwands erstrebenswert ist. Diese Modellreduktion führt zu Simulationen mit geringer Rechenzeit, die für eine praxistaugliche Optimierung von Hybridcord-Elastomer-Verbunden unerlässlich sind. Die beiden Hauptschwerpunkte der vorliegenden Arbeit bilden die kontinuumsmechanische Modellierung von Hybridcorden und die Erstellung repräsentativer Volumenelemente hochbeanspruchter Hybridcord-Elastomer-Verbunde. Aufbauend auf einem anisotropen Plastizitätsmodell zur Erfassung der Reibung in Multifilamentgarnen stellt ein Finite-Elemente-Modell zur Simulation der Verzwirnung von Hybridcorden das Fundament der Arbeit dar. Anhand experimenteller Ergebnisse aus Zug- und Torsionsversuchen sowie einem Vergleich mit Querschnittsaufnahmen wird gezeigt, dass das Modell die komplexen Eigenschaften eines Hybridcords abbilden kann. Die Grundlage der repräsentativen Volumenelemente stellt eine Erweiterung der klassischen periodischen Randbedingungen dar, die eine Berücksichtigung von Krümmungen und Drucklasten ermöglicht. Das Modell eignet sich daher, die Beanspruchungen in den hochbelasteten Bereichen textilverstärkter Elastomerbauteile wie der Rollfalte einer Luftfeder effizient zu analysieren. Mittels Parameterstudien werden abschließend Hybridcorde und Hybridcord-Elastomer-Verbunde untersucht und einige Hinweise für eine optimale Gestaltung hinsichtlich minimaler Beanspruchungen des Elastomers, des Hybridcords sowie der Grenzfläche gegebenThe analysis of stresses and strains within textile-reinforced rubber components like air springs, tyres, driving belts, and tubes requires accurate as well as efficient computational models. On the one hand, the large deformations, the composite's strongly anisotropic properties, and the large ratio between the size of the cords and the composite necessitate a precise modeling. On the other hand, the highly loaded parts of the components are spatially confined and thus a reduction of the computational effort is desirable. These reduced models are efficient enough for performing engineering-oriented optimizations. The two main priorities of this work are the continuum mechanical modeling of hybrid cords and the development of representative volume elements of highly loaded hybrid cord-rubber composites. Based on an anisotropic plasticity model, which takes the frictional sliding between the filaments within multifilament yarns into account, a finite element model for the simulation of the twisting process of a hybrid cord is the fundament of this work. A comparison with experimental results from tensile and torsional tests as well as images of cross sections validate the proposed hybrid cord model. The basis of the representative volume element is the extension of the classical periodic boundary conditions, which now enable to take the curvature and pressure load into account. Thus, the model is suitable to analyze the highly loaded parts of hybrid cord-rubber composites like the rolling lobe of an air spring. Finally, the set-ups of hybrid cords and hybrid cord-rubber composites are analyzed by means of parameter studies to obtain a minimized loading of the rubber, yarns, and their interface
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Zaiss, Claudia. "Belastungsanalyse auf Basis flexibler Mehrkörpersysteme Einsatz der Methode der Finiten Elemente (FEM) zur Bestimmung von Belastungen und Beanspruchungen beim Inline-Skating von Kindern /." [S.l. : s.n.], 2005. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB12168228.
Full text
19
Gerstmann, Thoralf. "Erweiterung der Verfahrensgrenzen des Flach-Clinchens." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-208840.
Full textAbstract:
Eines der am häufigsten in der Automobilindustrie eingesetzten mechanischen Fügeverfahren ist das Clinchen, auch Durchsetzfügen genannt. Hierbei werden zwei oder mehr sich überlappende Bleche lokal umgeformt, sodass eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit matrizenseitiger Überhöhung entsteht. Eine Sonderform des Clinchens ist das Flach-Clinchen zur Herstellung einseitig ebener Clinch-Verbindungen. Mit dem Ziel, die Verfahrensgrenzen des konventionellen Flach-Clinchens zu erweitern, werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit zwei neuartige Verfahrensvarianten des Flach-Clinchens entwickelt. Um die Verbindungsfestigkeit der Flach-Clinch-Verbindung zu erhöhen, wird ein zusätzliches Hilfsfügeelement in den Fügepunkt eingebracht. Dies bewirkt zum einen eine Vergrößerung des Hinterschnittes und daraus resultierend eine erhöhte Belastbarkeit gegenüber Kopfzugbeanspruchung. Zum anderen wird der Fügepunkt durch das zusätzliche Material stabilisiert und folglich die Belastbarkeit gegenüber Scherzugbeanspruchung verbessert. Die zweite Verfahrensvariante beinhaltet die Kombination aus Flach-Clinchen und Kleben zum sogenannten Flach-Clinchkleben. Hierbei dient die mechanische Verbindung hauptsächlich als Fixierhilfe bis zur vollständigen Aushärtung des Klebstoffs. Dies ermöglicht eine direkte Weiterverarbeitung des Bauteils nach dem Fügen und somit eine deutliche Verkürzung der Prozesszeiten. Die Entwicklung des Flach-Clinchens mit Hilfsfügeelement und des Flach-Clinchklebens erfolgt ausschließlich mittels numerischer Simulationen. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend experimentell verifiziert und die Verbindungsfestigkeiten der neuentwickelten Verfahrensvarianten bestimmtClinching is one of the most common used mechanical joining processes in automotive industry. Here, two or more overlapping metal sheets are locally formed so that a form- and force-closed joint with diesided protrusion is established. A special type of clinching is the so-called flat-clinching for the production of one-sided planar joints. Within the framework of this thesis, two novel process variants of flat-clinching are developed for enhancing the process limitations of conventional flat-clinching. For increasing the joint strength, a complementary joining element is inserted into the joint. This causes an enlargement of the interlocking, leading to a higher resistance to cross tension loads. Also, the additional material stabilizes the joint and hence improves the resistance to shear load. The second process variant, adhesive flat-clinching, includes the combination of flat-clinching and adhesive bonding. The metal sheets are fixed by flat-clinching and the final joint strength is achieved after the complete curing of the adhesive. This enables a continuous processing of the component and therefore, the process time can be shortened. The development of flat-clinching using complementary joining elements and adhesive flat-clinching is exclusively carried out by using numerical simulation. The knowledge gained from the simulations is subsequently experimentally proven. Also, the joint strength of the novel process variants is experimentally determined
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Bernert, Katrin. "Algorithmus zur adaptiven Neuvernetzung des Werkstückes für die FEM-Simulation des Querwalzens." Thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2004. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200400858.
Full textAbstract:
Die Methode der finiten Elemente wird zunehmend zur Analyse von Umformprozessen eingesetzt, wobei das Werkstück wegen der dabei auftretenden großen Formänderungen regelmäßig neu vernetzt werden muss. Für die Simulation des Querwalzens von dickwandigen Rohren und Vollprofilen mit dem Programm MSC.MARC wurde in dieser Arbeit eine adaptive Neuvernetzung konzipiert und implementiert sowie an einem Beispiel (Querwalzen eines Rohres) getestet. Die gestellten Anforderungen bezüglich der Abbildung der Geometrie, der Gewährleistung von Symmetrie und Netzqualität sowie der Flexibilität hinsichtlichlich der Werkstückgröße, Elementzahl und Werkzeugvarianten werden erfüllt. Der Anwender kann über verschiedene Festlegungen die Berechnungsgenauigkeit und Rechendauer der Simulation beeinflussen.
21
Eibner, Tino, and Jens Markus Melenk. "p-FEM quadrature error analysis on tetrahedra." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2007. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200702059.
Full textAbstract:
In this paper we consider the p-FEM for elliptic boundary value problems on tetrahedral meshes where the entries of the stiffness matrix are evaluated by numerical quadrature. Such a quadrature can be done by mapping the tetrahedron to a hexahedron via the Duffy transformation.
We show that for tensor product Gauss-Lobatto-Jacobi quadrature formulas with q+1=p+1 points in each direction and shape functions that are adapted to the quadrature formula, one again has discrete stability for the fully discrete p-FEM.
The present error analysis complements the work [Eibner/Melenk 2005] for the p-FEM on triangles/tetrahedra where it is shown that by adapting the shape functions to the quadrature formula, the stiffness matrix can be set up in optimal complexity.
22
Beuchler, Sven. "Multi-level solver for degenerated problems with applications to p-versions of the fem." [S.l. : s.n.], 2003. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB10673667.
Full text
23
Glänzel, Janine. "Kurzvorstellung der 3D-FEM Software SPC-PM3AdH-XX." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2009. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200900211.
Full textAbstract:
In diesem Preprint wird die Weiterentwicklung der 3D-FEM Software SPC-PM3Adh-XX kurz vorgestellt. Die Einleitung beschreibt schematisch den Ablauf des Programms und sechs Programmversionen. Weiterhin werden die allgemeinen Bedienungsanleitungen und die Funktionalität der einzelnen Versionen aufgeführt. Im letzten Abschnitt, dem Anhang, werden kurz das Standardfile und das Radiale Basisfunktionen-Datenfile erklärt.
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Benkert, Katharina. "Effiziente FE-Approximation bei komplizierten Geometrien durch Materialfunktionen." [S.l. : s.n.], 2004. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB11481994.
Full text
25
Benner, Peter. "Modellordnungsreduktion für strukturmechanische FEM-Modelle von Werkzeugmaschinen." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2009. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200901725.
Full textAbstract:
Arbeitsbericht zum Projekt
Integrierte Simulation des Systems
"Werkzeugmaschine - Antriebe - Zerspanprozess"
auf der Grundlage ordnungsreduzierter
FEM-Strukturmodelle.
Inhalt:
Modellreduktion für lineare Systeme,
Balanciertes Abschneiden,
Singuläre Systeme 2. Ordnung,
Offene Fragen und weiteres Vorgehen.
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Eibner, Tino, and Jens Markus Melenk. "Fast algorithms for setting up the stiffness matrix in hp-FEM: a comparison." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601623.
Full textAbstract:
We analyze and compare different techniques to
set up the stiffness matrix in the hp-version
of the finite element method. The emphasis is
on methods for second order elliptic problems
posed on meshes including triangular and
tetrahedral elements. The polynomial degree
may be variable. We present a generalization
of the Spectral Galerkin Algorithm of [7],
where the shape functions are adapted to the
quadrature formula, to the case of
triangles/tetrahedra. Additionally, we study
on-the-fly matrix-vector multiplications, where
merely the matrix-vector multiplication is
realized without setting up the stiffness matrix.
Numerical studies are included.
27
Schellenberg, Dirk. "FEM-Analyse von Pressverbindungen auf einem Wellenabsatz bei Nabenüberstand und -unterstand." [S.l. : s.n.], 2005. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB11679803.
Full text
28
Awiszus, Birgit, and Stefan Kleditzsch. "Beschleunigung der FEM-Simulation von Drückwalzprozesses durch modifizierte Anfangswerte." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2009. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200901590.
Full textAbstract:
Ein Großteil der Rechenzeit von FEM-Simulationen des Drückwalzens wird für die Berechnung der Anlaufphase, bis zum Erreichen des quasistationären Zu-standes, benötigt. Im Rahmen dieses Projektes wurde ein Berechnungsmodell namens „ModIni“ (Modified Initial Values) zur Bestimmung der geometrischen Kennwerte des quasistationären Zustandes entwickelt.
Hierfür wurden Praxisversuche mit dem Werkstoff 42CrMo4 durchgeführt, um die charakteristischen Kennwerte der Geometrie der Umformzone des quasi-stationären Zustandes zu ermitteln. Gleichzeitig wurde so eine Datenbasis für die Entwicklung des Berechnungsmodells und die spätere simulative Verifizie-rung geschaffen. Zusätzlich zu den in diesem Projekt erzielten Versuchser-gebnissen konnte auf Daten aus einem vorangegangenen Projekt der Profes-sur des SPP1074 „Erweiterung der Formgebungsgrenzen von Umformprozes-sen“ für den Werkstoff 100Cr6 zurückgegriffen werden.
Das Modell selbst besteht aus allgemeinen Geometriegleichungen mit werk-stoffspezifischen Faktoren, die aus Praxisversuchen ermittelt werden müssen. Die Modellgleichungen der beiden untersuchten Werkstoffe wurden in ein pa-rametergesteuertes Pro/E - Modell implementiert, so dass die Aufbereitung der Werkstückgeometrie für die Simulation unkompliziert realisiert werden kann.
Durch die Verwendung dieser Geometrie als modifiziertem Anfangswert in der Simulation kann die Rechenzeit für die Anlaufphase deutlich verkürzt werden. Es konnte sowohl mit dem Simulationsprogramm simufact.formingSFM als auch mit FORGE eine Reduzierung der Rechenzeit, bis zum tatsächlichen quasistationären Zustand, nachgewiesen werden.
29
Beuchler, Sven. "A Dirichlet-Dirichlet DD-pre-conditioner for p-FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601329.
Full textAbstract:
In this paper, a uniformly elliptic second order boundary value problem in 2D is discretized by the p-version of the finite element method. An inexact Dirichlet-Dirichlet domain decomposition pre-conditioner for the system of linear algebraic equations is investigated. The solver for the problem in the sub-domains and a pre-conditioner for the Schur-complement are proposed as ingredients for the inexact DD-pre-conditioner. Finally, several numerical experiments are given.
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Eibner, Tino, and Jens Markus Melenk. "An adaptive strategy for hp-FEM based on testing for analyticity." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601484.
Full textAbstract:
We present an $hp$-adaptive strategy that is based
on estimating the decay of the expansion coefficients
when a function is expanded in $L^2$-orthogonal
polynomails on a triangle or a tetrahedron.
This method is justified by showing that the decay
of the coefficients is exponential if and only if
the function is analytic.
Numerical examples illustrate the performance of
this approach, and we compare it with two other
$hp$-adaptive strategies.
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Bucher, Anke, Arnd Meyer, Uwe-Jens Görke, and Reiner Kreißig. "Entwicklung von adaptiven Algorithmen für nichtlineare FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601424.
Full textAbstract:
The development of adaptive finite element
procedures for the solution of geometrically
and physically nonlinear problems in structural
mechanics is very important for the augmentation
of the efficiency of FE-codes. In this contribution
methods of mesh refinement as well as mesh
coarsening are presented for a material model
considering finite elasto-plastic deformations.
For newly generated elements stresses, strains and
internal variables have to be calculated. This
implies the determination of the nodal values as
well as the Gaussian point values of the new
elements based on the transfer of data from the
former mesh. Analogously, the coarsening of less
important elements necessitates the determination
of these values for the newly created father
elements.
32
Meyer, Arnd. "Programmbeschreibung SPC-PM3-AdH-XX - Teil 1." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-136749.
Full textAbstract:
Beschreibung der Finite Elemente Software-Familie SPC-PM3-AdH-XX
für: (S)cientific (P)arallel (C)omputing - (P)rogramm-(M)odul (3)D (ad)aptiv (H)exaederelemente.
Für XX stehen die einzelnen Spezialvarianten, die in Teil 2 detailliert geschildert werden.
Stand: Ende 2013
33
Meyer, Arnd. "Programmbeschreibung SPC-PM3-AdH-XX - Teil 2." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-155379.
Full textAbstract:
Beschreibung der Finite Elemente Software-Familie SPC-PM3-AdH-XX
für: (S)cientific (P)arallel (C)omputing - (P)rogramm-(M)odul (3)D (ad)aptiv (H)exaederelemente.
Für XX stehen die einzelnen Spezialvarianten, die in Teil 2 detailliert geschildert werden.
Stand: Ende 2013
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Galiläer, Peter. "Trassierung von Straßenverkehrsanlagen mit der Finiten Elemente Methode." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-33414.
Full textAbstract:
Für die Trassierung von Straßenverkehrsanlagen hat sich neben anderen Methoden die Verwendung von Biegelinealen als vorteilhaft erwiesen und vor über 50 Jahren etabliert. Inzwischen hat der Einsatz moderner Entwurfssoftware in den Straßenbauverwaltungen und Planungsbüros das Biegelineal trotz seiner Vorteile aus der Praxis verdrängt. Keines der Entwurfsprogramme legt das strukturmechanische Prinzip des Biegelineals zugrunde, da die Verformungen des zu Trassierungszwecken ausgelegten Biegelineals nicht exakt berechnet werden können.
An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an, sie umgeht das Problem auf numerischem Wege unter Anwendung der Finiten Elemente Methode (FEM). So lassen sich über Strukturanalysen die Verformungen einer um seine Hauptträgheitsachsen punktuell ausgelenkten, prismatischen Balkenstruktur mit doppeltsymmetrischem Querschnitt berechnen. Mit der Analyseantwort ergeben sich insbesondere die dreidimensionalen Koordinaten einer Punktfolge, welche die Biegelinie quasiexakt repräsentiert. Die dreidimensionale Biegelinie setzt sich aus einer Achse und einer Gradiente zusammen und ist im Rahmen der Vorplanung geeignet, eine richtliniengerechte Straßenverkehrsanlage zu erzeugen.
Das Untersuchungsergebnis stellt eine neuartige Grundlage für ein dreidimensionales Trassierungsverfahren dar, bei dem ein mathematisch modelliertes Biegelineal im Digitalen Geländemodell (DGM) verformt wird.
35
Meyer, Arnd, and Peter Steinhorst. "Überlegungen zur Parameterwahl im Bramble-Pasciak-CG für gemischte FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601612.
Full text
36
Damme, Sabine. "Zur Finite-Element-Modellierung des stationären Rollkontakts von Rad und Schiene." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2007. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1178280100443-79279.
Full textAbstract:
Gegenstand dieser Arbeit ist die Bereitstellung eines geeigneten Simulationswerkzeuges für die numerische Untersuchung der beim Rollkontakt zwischen Rad und Schiene auftretenden Phänomene. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf der kontinuumsmechanischen Formulierung des mechanischen Feldproblems kontaktierender Körper sowie dessen numerischer Lösung mittels der Finite-Element-Methode. Zur Reduzierung des bei der Simulation von Rollkontakt aus der notwendigen sehr feinen Diskretisierung der Kontaktgebiete resultierenden numerischen Aufwandes wird eine relativkinematische Beschreibung herangezogen. Diese gemischte LAGRANGE-EULER-Betrachtungsweise beruht auf der Zerlegung der Bewegung in einen Starrkörperanteil und eine dazu relative Deformation. Die Herleitung der Bewegungsgleichung für das Kontaktproblem erfordert die relativkinematische Formulierung der kontinuumsmechanischen Grundgleichungen, d.h. der Bilanzgleichungen sowie der konstitutiven Beziehungen. Eine geeignete Kontaktmechanik einschließlich der Berücksichtigung des Kontakts rauer Oberflächen und veränderlicher Kontaktrandbedingungen ist ebenfalls notwendig. Die physikalische Einbindung der Körper in die Umgebung erfolgt über NEUMANNsche und DIRICHLETsche Randbedingungen. Auf dieser Basis können die Bewegungsgleichungen der Elastomechanik hergeleitet werden, welche sich jedoch einer analytischen Lösung verschließen. Somit werden sie in ihrer schwachen Form im integralen Mittel formuliert, was der Anwendung des Prinzips der virtuellen Verschiebungen als Ausgangspunkt für die numerische Lösung entspricht. Die rechentechnische Umsetzung erfordert die inkrementelle und diskrete Formulierung der Bewegungsgleichungen unter besonderer Beachtung der Trägheits-und Kontaktterme, wobei auf die Unterscheidung zwischen Haften und Gleiten beim Tangentialkontakt besonderes Augenmerk gelegt wird. Die numerische Lösung des Finite-Element-Gleichungssystems liefert den aktuellen Beanspruchungszustand zweier Körper im Rollkontakt. Die Funktionsfähigkeit der entwickelten Algorithmen wird abschließend anhand aussagekräftiger Beispielrechnungen zum statischen Kontakt und zum stationären Rollkontakt demonstriert, deren Ergebnisse gute Übereinstimmung mit analytischen Vergleichslösungen, soweit verfügbar, aufweisenScope of this work is the preparation of a suitable simulation tool for the numerical investigation of rolling contact phenomena. The main focus lies on the continuum–mechanical formulation of the mechanical field problem of contacting bodies and its numerical solution within the framework of the Finite Element Method. For reducing the numerical effort in rolling contact simulation, induced by the necessity of a very fine discretization within the expected contact area, a relative–kinematical description is utilized. This arbitrary LAGRANGian–EULERian approach is based upon the decomposition of the total motion into a rigid body motion and a superimposed deformation. The derivation of the equation of motion for the contact problem requires the relative–kinematical formulation of the continuum–mechanical fundamental equations, i. e. the balance equations and the constitutive relations. A suitable contact model including the contact of rough surfaces and varying contact boundary conditions is also necessary. The physical embedding into the environment is accomplished by NEUMANN and DIRICHLET boundary conditions. Based upon that foundation the elastomechanics’ equations of motion are derived, which however can not be solved analytically in general. Hence, the equations of motion are transferred into their weak form by the application of the principle of virtual displacements serving for the numerical solution. The implementation of the problem demands for an incremental and discrete formulation of the equations, especially regarding the terms of inertia and the contact terms. Thereby, special attention has to be paid to the distinction between sticking and sliding within the framework of the tangential contact analysis. The numerical solution of the finite elements’ system of equations provides the state of stress, displacement and contact of two bodies in rolling contact. The reliability of the developed algorithms is finally verified by means of meaningful numerical examples for both static contact and for stationary rolling contact, whereby the numerical results coincide well with available analytical reference solutions
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Kandler, Anne, Scheidt Jürgen vom, and Roman Unger. "Lösung parabolischer Differentialgleichungen mit zufälligen Randbedingungen mittels FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2004. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200401279.
Full textAbstract:
In dieser Arbeit werden stochastische Charakteristiken der Lösung parabolischer
Differentialgleichungen mit zufälligen
Neumann-Randbedingungen mit Hilfe der
Finite-Elemente-Methode angegeben. Dabei wird der Berechnung der Korrelations- bzw.
Varianzfunktion besondere Bedeutung beigemessen. Das stochastische Randanfangswertproblem
wird durch Anwendung von FEM-Techniken durch ein System
gewöhnlicher Differentialgleichungen mit stochastischen inhomogenen Termen approximiert.
Die Modellierung der stochastischen Eingangsparameter durch epsilon-korrelierte
Felder gestattet Entwicklungen der Lösungscharakteristiken nach der Korrelationslänge.
Numerische Beispiele enthalten den Vergleich zwischen analytischen
Ergebnissen und Simulationsresultaten.
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Damme, Sabine. "Zur Finite-Element-Modellierung des stationären Rollkontakts von Rad und Schiene." Doctoral thesis, Technische Universität Dresden, 2006. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A24869.
Full textAbstract:
Gegenstand dieser Arbeit ist die Bereitstellung eines geeigneten Simulationswerkzeuges für die numerische Untersuchung der beim Rollkontakt zwischen Rad und Schiene auftretenden Phänomene. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf der kontinuumsmechanischen Formulierung des mechanischen Feldproblems kontaktierender Körper sowie dessen numerischer Lösung mittels der Finite-Element-Methode. Zur Reduzierung des bei der Simulation von Rollkontakt aus der notwendigen sehr feinen Diskretisierung der Kontaktgebiete resultierenden numerischen Aufwandes wird eine relativkinematische Beschreibung herangezogen. Diese gemischte LAGRANGE-EULER-Betrachtungsweise beruht auf der Zerlegung der Bewegung in einen Starrkörperanteil und eine dazu relative Deformation. Die Herleitung der Bewegungsgleichung für das Kontaktproblem erfordert die relativkinematische Formulierung der kontinuumsmechanischen Grundgleichungen, d.h. der Bilanzgleichungen sowie der konstitutiven Beziehungen. Eine geeignete Kontaktmechanik einschließlich der Berücksichtigung des Kontakts rauer Oberflächen und veränderlicher Kontaktrandbedingungen ist ebenfalls notwendig. Die physikalische Einbindung der Körper in die Umgebung erfolgt über NEUMANNsche und DIRICHLETsche Randbedingungen. Auf dieser Basis können die Bewegungsgleichungen der Elastomechanik hergeleitet werden, welche sich jedoch einer analytischen Lösung verschließen. Somit werden sie in ihrer schwachen Form im integralen Mittel formuliert, was der Anwendung des Prinzips der virtuellen Verschiebungen als Ausgangspunkt für die numerische Lösung entspricht. Die rechentechnische Umsetzung erfordert die inkrementelle und diskrete Formulierung der Bewegungsgleichungen unter besonderer Beachtung der Trägheits-und Kontaktterme, wobei auf die Unterscheidung zwischen Haften und Gleiten beim Tangentialkontakt besonderes Augenmerk gelegt wird. Die numerische Lösung des Finite-Element-Gleichungssystems liefert den aktuellen Beanspruchungszustand zweier Körper im Rollkontakt. Die Funktionsfähigkeit der entwickelten Algorithmen wird abschließend anhand aussagekräftiger Beispielrechnungen zum statischen Kontakt und zum stationären Rollkontakt demonstriert, deren Ergebnisse gute Übereinstimmung mit analytischen Vergleichslösungen, soweit verfügbar, aufweisen.Scope of this work is the preparation of a suitable simulation tool for the numerical investigation of rolling contact phenomena. The main focus lies on the continuum–mechanical formulation of the mechanical field problem of contacting bodies and its numerical solution within the framework of the Finite Element Method. For reducing the numerical effort in rolling contact simulation, induced by the necessity of a very fine discretization within the expected contact area, a relative–kinematical description is utilized. This arbitrary LAGRANGian–EULERian approach is based upon the decomposition of the total motion into a rigid body motion and a superimposed deformation. The derivation of the equation of motion for the contact problem requires the relative–kinematical formulation of the continuum–mechanical fundamental equations, i. e. the balance equations and the constitutive relations. A suitable contact model including the contact of rough surfaces and varying contact boundary conditions is also necessary. The physical embedding into the environment is accomplished by NEUMANN and DIRICHLET boundary conditions. Based upon that foundation the elastomechanics’ equations of motion are derived, which however can not be solved analytically in general. Hence, the equations of motion are transferred into their weak form by the application of the principle of virtual displacements serving for the numerical solution. The implementation of the problem demands for an incremental and discrete formulation of the equations, especially regarding the terms of inertia and the contact terms. Thereby, special attention has to be paid to the distinction between sticking and sliding within the framework of the tangential contact analysis. The numerical solution of the finite elements’ system of equations provides the state of stress, displacement and contact of two bodies in rolling contact. The reliability of the developed algorithms is finally verified by means of meaningful numerical examples for both static contact and for stationary rolling contact, whereby the numerical results coincide well with available analytical reference solutions.
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Reul, Stefan. "Numerische Singularitäten bei FEM-Analysen." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-87212.
Full text
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Balg, Martina, and Arnd Meyer. "Fast simulation of (nearly) incompressible nonlinear elastic material at large strain via adaptive mixed FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-96915.
Full textAbstract:
The main focus of this work lies in the simulation of the deformation of mechanical components which consist of nonlinear elastic, incompressible material and that are subject to large deformations. Starting from a nonlinear formulation one can derive a discrete problem by using linearisation techniques and an adaptive mixed finite element method. This turns out to be a saddle point problem that can be solved via a Bramble-Pasciak conjugate gradient method. With some modifications the simulation can be improved.
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Eibner, Tino. "A fast and efficient algorithm to compute BPX- and overlapping preconditioner for adaptive 3D-FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2008. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200801271.
Full textAbstract:
In this paper we consider the well-known BPX-preconditioner in
conjunction with adaptive FEM. We present an algorithm which enables
us to compute the preconditioner with optimal complexity by a total of
only O(DoF) additional memory. Furthermore, we show how to combine
the BPX-preconditioner with an overlapping Additive-Schwarz-preconditioner
to obtain a preconditioner for finite element spaces with
arbitrary polynomial degree distributions. Numerical examples
illustrate the efficiency of the algorithms.
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Steinhorst, Peter. "Anwendung adaptiver FEM für piezoelektrische und spezielle mechanische Probleme." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2009. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-200901147.
Full textAbstract:
Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die numerische Simulation piezoelektrischen Materialverhaltens, sowie spezieller Probleme aus der Mechanik (inkompressibles Materialverhalten) unter Anwendung der Methode der finiten Elemente.
Hierbei wird die Strategie der adaptiven Netzsteuerung angewendet, welche mit Hilfe einer lokalisierten a-posteriori Fehlerschätzung erlaubt, den lokalen Feinheitsgrad der Diskretisierung den Besonderheiten der Aufgabenstellung anzupassen.
Beide betrachteten Problemklassen führen nach der Diskretisierung und FEM auf Gleichungssysteme in spezieller Blockstruktur, die insgesamt symmetrisch, aber nicht positiv definit ist.
Als Löser kann nicht der gewöhnliche CG verwendet werden, stattdessen wird eine Variante des Bramble-Pasciak-CGs benutzt, welcher als Speziallöser die Matrizenstruktur ausnutzt.
Für diesen Löser wird eine Strategie zur Parameterwahl vorgeschlagen sowie die Wirksamkeit einer Vorkonditionierung im piezoelektrischen Fall theoretisch nachgewiesen.
Weiterhin wird die FEM einschließlich Adaptivität für Piezomaterialien auf rotationssymmetrische Probleme erweitert, so daß diese spezielle Problemklasse zweidimensional gerechnet werden kann. Numerische Vergleiche mit echter 3D-Rechnung illustrieren enorme Vorteile in Genauigkeit und Rechenaufwand.
Im letzten Kapitel werden in piezoelektrische Materialien hineinwachsende Risse betrachtet und entsprechende Anpassungen vorgenommen. Mit Wahl geeigneter Datenstrukturen und einer passenden Vorkonditionierung ist es möglich, eine Simulationssoftware bereitzustellen welche als Grundlage zum Test von Bruchkriterien verwendet werden kann.
Die beschriebenen numerischen Methoden wurden in ein bestehendes adaptives 2D-FEM-Programm implementiert, und an ausgewählten Beispielen ein Vergleich mit einer analytischen Lösung durchgeführt sowie die Effektivität der Rechnung getestet.
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Grasso, Eva. "Modelling visco-elastic seismic wave propagation : a fast-multipole boundary element method and its coupling with finite elements." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00730752.
Full textAbstract:
The numerical simulation of elastic wave propagation in unbounded media is a topical issue. This need arises in a variety of real life engineering problems, from the modelling of railway- or machinery-induced vibrations to the analysis of seismic wave propagation and soil-structure interaction problems. Due to the complexity of the involved geometries and materials behavior, modelling such situations requires sophisticated numerical methods. The Boundary Element method (BEM) is a very effective approach for dynamical problems in spatially-extended regions (idealized as unbounded), especially since the advent of fast BEMs such as the Fast Multipole Method (FMM) used in this work. The BEM is based on a boundary integral formulation which requires the discretization of the only domain boundary (i.e. a surface in 3-D) and accounts implicitly for the radiation conditions at infinity. As a main disadvantage, the BEM leads a priori to a fully-populated and (using the collocation approach) non-symmetrical coefficient matrix, which make the traditional implementation of this method prohibitive for large problems (say O(106) boundary DoFs). Applied to the BEM, the Multi-Level Fast Multipole Method (ML-FMM) strongly lowers the complexity in computational work and memory that hinder the classical formulation, making the ML-FMBEM very competitive in modelling elastic wave propagation. The elastodynamic version of the Fast Multipole BEM (FMBEM), in a form enabling piecewise-homogeneous media, has for instance been successfully used to solve seismic wave propagation problems in a previous work (thesis dissertation of S. Chaillat, ENPC, 2008). This thesis aims at extending the capabilities of the existing frequency-domain elastodynamic FMBEM in two directions. Firstly, the time-harmonic elastodynamic ML-FMBEM formulation has been extended to the case of weakly dissipative viscoelastic media. Secondly, the FMBEM and the Finite Element Method (FEM) have been coupled to take advantage of the versatility of the FEM to model complex geometries and non-linearities while the FM-BEM accounts for wave propagation in the surrounding unbounded medium. In this thesis, we consider two strategies for coupling the FMBEM and the FEM to solve three-dimensional time-harmonic wave propagation problems in unbounded domains. The main idea is to separate one or more bounded subdomains (modelled by the FEM) from the complementary semi-infinite viscoelastic propagation medium (modelled by the FMBEM) through a non-overlapping domain decomposition. Two coupling strategies have been implemented and their performances assessed and compared on several examples
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Eibner, Tino, and Jens Markus Melenk. "A local error analysis of the boundary concentrated FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2006. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200601440.
Full textAbstract:
The boundary concentrated finite element method is
a variant of the hp-version of the FEM that is
particularly suited for the numerical treatment of
elliptic boundary value problems with smooth
coefficients and boundary conditions with low
regularity or non-smooth geometries. In this paper
we consider the case of the discretization of a
Dirichlet problem with exact solution
$u \in H^{1+\delta}(\Omega)$ and investigate the
local error in various norms. We show that for
a $\beta > 0$ these norms behave as
$O(N^{−\delta−\beta})$, where $N$ denotes the
dimension of the underlying finite element space.
Furthermore, we present a new Gauss-Lobatto based
interpolation operator that is adapted to the
case non-uniform polynomial degree distributions.
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Günnel, Andreas. "Adaptive Netzverfeinerung in der Formoptimierung mit der Methode der Diskreten Adjungierten." Master's thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-201000390.
Full textAbstract:
Formoptimierung bezeichnet die Bestimmung der Geometrischen Gestalt eines Gebietes auf dem eine partielle Differentialgleichung (PDE) wirkt, sodass bestimmte gegebene Zielgrößen, welche von der Lösung der PDE abhängen, Extrema annehmen. Bei der Diskret Adjungierten Methode wird der Gradient einer Zielgröße bezüglich einer beliebigen Anzahl von Formparametern mit Hilfe der Lösung einer adjungierten Gleichung der diskretisierten PDE effizient ermittelt. Dieser Gradient wird dann in Verfahren der numerischen Optimierung verwendet um eine optimale Lösung zu suchen. Da sowohl die Zielgröße als auch der Gradient für die diskretisierte PDE ermittelt werden, sind beide zunächst vom verwendeten Netz abhängig. Bei groben Netzen sind sogar Unstetigkeiten der diskreten Zielfunktion zu erwarten, wenn bei Änderungen der Formparameter sich das Netz unstetig ändert (z.B. Änderung Anzahl Knoten, Umschalten der Konnektivität). Mit zunehmender Feinheit der Netze verschwinden jedoch diese Unstetigkeiten aufgrund der Konvergenz der Diskretisierung. Da im Zuge der Formoptimierung Zielgröße und Gradient für eine Vielzahl von Iterierten der Lösung bestimmt werden müssen, ist man bestrebt die Kosten einer einzelnen Auswertung möglichst gering zu halten, z.B. indem man mit nur moderat feinen oder adaptiv verfeinerten Netzen arbeitet. Aufgabe dieser Diplomarbeit ist es zu untersuchen, ob mit gängigen Methoden adaptiv verfeinerte Netze hinreichende Genauigkeit der Auswertung von Zielgröße und Gradient erlauben und ob eventuell Anpassungen der Optimierungsstrategie an die adaptive Vernetzung notwendig sind. Für die Untersuchungen sind geeignete Modellprobleme aus der Festigkeitslehre zu wählen und zu untersuchenShape optimization describes the determination of the geometric shape of a domain with a partial differential equation (PDE) with the purpose that a specific given performance function is minimized, its values depending on the solution of the PDE. The Discrete Adjoint Method can be used to evaluate the gradient of a performance function with respect to an arbitrary number of shape parameters by solving an adjoint equation of the discretized PDE. This gradient is used in the numerical optimization algorithm to search for the optimal solution. As both function value and gradient are computed for the discretized PDE, they both fundamentally depend on the discretization. In using the coarse meshes, discontinuities in the discretized objective function can be expected if the changes in the shape parameters cause discontinuous changes in the mesh (e.g. change in the number of nodes, switching of connectivity). Due to the convergence of the discretization these discontinuities vanish with increasing fineness of the mesh. In the course of shape optimization, function value and gradient require evaluation for a large number of iterations of the solution, therefore minimizing the costs of a single computation is desirable (e.g. using moderately or adaptively refined meshes). Overall, the task of the diploma thesis is to investigate if adaptively refined meshes with established methods offer sufficient accuracy of the objective value and gradient, and if the optimization strategy requires readjustment to the adaptive mesh design. For the investigation, applicable model problems from the science of the strength of materials will be chosen and studied
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Balg, Martina, and Arnd Meyer. "Numerische Simulation nahezu inkompressibler Materialien unter Verwendung von adaptiver, gemischter FEM." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2010. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-61993.
Full textAbstract:
Ziel dieser Arbeit ist die Simulation der Deformation von Bauteilen, welche aus nahezu inkompressiblem Material bestehen. Dabei soll sich das Material sowohl linear als auch nichtlinear elastisch verhalten können. Zusätzlich soll die Belastung des Bauteils beliebig gewählt werden können, das heißt, es sollen kleine als auch große Deformationen möglich sein.
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Schellenberg, Dirk. "FEM-Analyse von Pressverbindungen auf einem Wellenabsatz bei Nabenüberstand und -unterstand." Master's thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2005. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:ch1-200500169.
Full textAbstract:
FEM-Analyse von Pressverbindungen auf einem Wellenabsatz bei Nabenüberstand und -unterstand
Kraftschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen besitzen im Maschinenbau eine große Bedeutung. Bei der Übertragung von Biegemomenten kann es zu Relativbewegungen zwischen Welle und Nabe kommen. Die dabei entstehende Reibkorrosion setzt im Allgemeinen die Tragfähigkeit herab und führt zu Reibdauerbrüchen.
In der hier vorliegenden Arbeit wurde die Zylinderpressverbindung unter thermischer und Wechselbiegebeanspruchung für gegebene Abmaße numerisch simuliert. Vordergründiges Ziel war es, das Verhalten von Welle-Nabe-Verbindungen bei Belastung für Nabenüberstand und -unterstand miteinander zu vergleichen.
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Melnikov, Anton. "DRESDYN - Entwicklung der Forschungsanlage für große Experimente mit flüssigem Natrium." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-206951.
Full textAbstract:
Die Anlage DRESDYN dient in erster Linie der Erforschung des planetaren Dynamo-Effektes. Für die Untersuchungen wird ein zylindrischer Behälter mit 2 Meter Innendurchmesser und 2 Meter Länge vollständig mit flüssigem Natrium gefüllt. Zur Erzielung des Dynamoeffektes vollführt der Behälter eine Rotation bis zu 10 Hz und eine Präzession bis zu 1 Hz, wobei der Winkel zwischen den jeweiligen Achsen zwischen 45 und 90° liegt. Während der Versuche entsteht im Behälter ein komplexes dynamisches Druckfeld, sowie Temperaturgradienten, was zu komplexen überlagerten Spannungszuständen führt. Desweiteren entstehen während der Rotation des Behälters und der massiven Rahmenkonstruktionen große Massenkräfte, welche z.B. in Form vom gyroskopischen Moment beschrieben werden können. Die Strukturzuverlässigkeit der Anlage muss gewährleistet sein, was vielerlei Nachweise nach sich zieht. Es wird erläutert wie die Knotenlasten mittels MKS (MBSim) berechnet wurden und wie mittels FEM (ANSYS) an linearen und nichtlinearen Modellen verschiedene Analysen durchgeführt wurden. Zusätzlich wird eine Möglichkeit der Anwendung der FKM-Richtlinie auf die Ergebnisse von ANSYS mit Hilfe von MathCad Prime kurz erklärt, wobei durch die Rückführung die Auslastungsgrade direkt im ANSYS Modell angezeigt werden können. Zusätzlich werden Untersuchungen und Modellabgleiche (Nichtlinearitäten z.B. reibungsbehaftete Kontakte) an einem skalierten Prototyp der Verriegelungseinrichtung geplant, was ebenfalls vorgestellt wird. Der Vortrag soll einen Aufschluss über die für die Entwicklung der Anlage angewendeten Methoden geben, sowie einige interessante mittels MKS und FEM gelöste Aufgaben vorstellen.
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Król, Rafal [Verfasser], Jörg Akademischer Betreuer] Wallaschek, and Walter [Akademischer Betreuer] [Sextro. "Eine Reduktionsmethode zur Ableitung elektromechanischer Ersatzmodelle für piezoelektrische Wandler unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM) / Rafal Król. Betreuer: Jörg Wallaschek ; Walter Sextro." Paderborn : Universitätsbibliothek, 2010. http://d-nb.info/1033763357/34.
Full text
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Auersperg, Jürgen, D. Breuer, K. V. Machani, Sven Rzepka, and Bernd Michel. "FEA to Tackle Damage and Cracking Risks in BEoL Structures under Copper Wire Bonding Impact." Universitätsbibliothek Chemnitz, 2016. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-207250.
Full textAbstract:
With the recent increase in Gold (Au) wire cost Copper (Cu) wire becomes an attractive way to manage overall package cost. On the other hand, Copper wire bonding introduces much higher mechanical impact to underlying BEoL structures and actives because of the higher stiffness and lower ductility of Copper compared to Gold. These trends are accompanied by the application of new porous or nano-particle filled materials like low-k and ultra low-k materials for Back-end of Line (BEoL) layers of advanced CMOS technologies. As a result, higher delamination and cracking risks in BEoL structures underneath bonded areas represent an increasing challenge for the thermo-mechanical reliability requirements. To overcome the related reliability issues the authors performed a two level nonlinear FEM-simulation approach. Initially nonlinear axi-symmetric modeling and simulation of the copper bonding process are coupled with a spatial simulation model of the whole BeoL and bond pad structure. Cracking and delamination risks are estimated by a surface based cohesive contact approach and the utilization of a crushing foam constitutive material model for ultra low-k materials.