Nonlinear Finite Element Methods

Module MW0620

This Module is offered by Chair of Computational Mechanics (Prof. Wall).

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Basic Information

MW0620 is a semester module in German language at Bachelor’s level und Master’s level which is offered in summer semester.

This Module is included in the following catalogues within the study programs in physics.

  • Catalogue of non-physics elective courses
Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

Um es einfach zu formulieren: Die Welt, in der wir leben, ist nichtlinear. Dementsprechend kommt den nichtlinearen Finite-Element-Methoden (FEM) eine bedeutende Stellung in der Simulation moderner Anwendungen zu. Die Vorlesung Nichtlineare Finite-Element-Methoden konzentriert sich auf die Beschreibung von Festkörper-Strukturen, die großen Deformationen ausgesetzt sind, wie sie beispielsweise bei Flugzeugtragflächen, Abspannungen, etc. auftreten. Dabei wird auf die numerische Umsetzung und Behandlung von nichtlinearen Phänomenen wie Stabilität eingegangen. In der Vorlesung werden unter anderem die folgenden Themen behandelt: (1) Nichtlineare Dehnungsmaße (2) Geometrische Nichtlinearität bei großen Deformationen (3) Nichtlineare Lösungsstrategien (Newton-Raphson-Iteration, Pfadverfolgung, ...) (4) Stabilität (Extended systems, ...) (5) Nichtlineare Dynamik (6) Kontaktmechanik

Learning Outcome

Nach der erfolgreichen Teilnahme an der Modulveranstaltung Nichtlineare Finite-Element-Methoden sind die Studierenden in der Lage die Finite-Element-Methode auf nichtlineare Problemstellungen anzuwenden. Dabei können sie geeignete Dehnungs- und Spannunsmaße zur Beschreibung des Problems auswählen. Ausserdem sind die Studierenden in der Lage berechnete Gleichgewichtspfade zu charakterisieren und kritische Punkte zu erkennen.

Preconditions

Finite Elemente

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 3 Nichtlineare Finite-Element-Methoden (MW0620) Montag, 13:00–14:15
Donnerstag, 17:00–18:00

Learning and Teaching Methods

Die Vorlesung findet als Vortrag statt. Wichtige Inhalte der Vorlesung werden am Tablet-PC angeschrieben, die die Studierenden in ihr Lückenskript übertragen können. In den Übungen werden Beispielaufgaben vorgerechnet und hierbei Arbeitstechniken gezeigt und die wichtige Aspekte der Vorlesung noch einmal verdeutlicht. Zusätzlich werden weitere Aufgaben, sogenannte Hausübungen verteilt, deren Bearbeitung freiwillig ist. Alle Folien aus Vorlesung und Übung, sowie Lösungsbeispiele der Hausübungen werden online gestellt.

Media

Vortrag, Präsentation mit Tablet-PC, Lückenskript in Vorlesung, Lernmaterialien auf Lernplattform.

Literature

(1) Lückenskript zur Vorlesung. Weitere siehe Literaturverzeichnis im Skript

Module Exam

Description of exams and course work

Die Prüfungsleistungen werden in Form einer schriftlichen Klausur mit zwei Teilen erbracht. Damit soll nachgewiesen werden, daß in begrenzter Zeit und mit begrenzten Hilfsmitteln ein Problem erkannt wird und Wege zur korrekten Lösung gefunden werden. Der Prüfungsinhalt erstreckt sich über den gesamten Vorlesungsinhalt. Fakten- und Zusammenhangswissen werden in einem Kurzfragenteil überprüft, Problemlösungskompetenz in einem Rechenaufgabenteil.

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam in the following semester.

Condensed Matter

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the underlying properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.

Nuclei, Particles, Astrophysics

A journey of discovery to understanding our world at the subatomic scale, from the nuclei inside atoms down to the most elementary building blocks of matter. Are you ready for the adventure?

Biophysics

Biological systems, from proteins to living cells and organisms, obey physical principles. Our research groups in biophysics shape one of Germany's largest scientific clusters in this area.