Finite Element Methods FEM (4 op)

Arviointiasteikko

0-5

Tavoitteet

Tietokoneavusteinen rakenneanalyysi on tärkeä taito koneensuunnittelijalle digitalisoituvassa maailmassa. Tällä kurssilla opit analysoimaan rakenteita numeerisella elementtimenetelmällä. Tiedät, kuinka määritetään rakenteen jännitykset, muodonmuutokset ja varmuuskerroin. Opit stabiliteettianalyysin avulla arvioimaan rakenteen alttiutta nurjahdukseen, lommahdukseen tai kiepahdukseen, ja osaat myös määrittää rakenteen ominaistaajuudet. Lisäksi osaat soveltaa näitä tietoja käytäntöön suunnittelussa.

Tieto ja ymmärrys:
Tunnet elementtimenetelmään liittyvät käsitteet ja niiden käytännön merkityksen.

Tutkimus ja tiedonhaku:
Hallitset ongelmanratkaisuun liittyvän tiedonhaun ja tiedon soveltamisen.

Tekniikan soveltaminen käytäntöön:
Osaat soveltaa oppimiasi tekniikoita käytäntöön konetekniikan aihepiirissä.

Sisältö

Staattinen analyysi, stabiliteettianalyysi, taajuusanalyysi. Tilavuuselementit, palkkielementit ja kuorielementit. Kokoonpanot ja kontaktielementit. Lineaarinen ja epälineaarinen analyysi. Tulosten tulkitseminen ja soveltaminen.

Oppimateriaalit

Theory handouts + exercises
Support material: Hartmann, Katz: Structural Analysis with Finite Elements, 2nd Edition

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Exercises and a final exam

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Virtual study and Independent work 100 h.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Kokonaisarviointi perustuu kokeisiin.

Välttävä (1): Tunne perusasiat ja -terminologian, mutta sinulla on puutteita niiden soveltamisessa. Pystyt ratkomaan välttävästi selkeitä perusratkaisuja.

Tyydyttävä (2): Tunnet perusasiat ja -terminologian, mutta sinulla on puutteita niiden soveltamisessa muihin kuin perusratkaisuihin. Pystyt ratkomaan tyydyttävästi selkeitä perusratkaisuja.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Hyvä (3): Tunnet keskeiset asiat kurssilla käsitellyistä matemaattisista menetelmistä. Osaat soveltaa oppimaasi teoriaa käytäntöön yksinkertaisissa tilanteissa.

Kiitettävä (4): Hallitset kurssilla käsitellyt matemaattiset menetelmät. Osaat soveltaa oppimaasi teoriaa käytäntöön.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Erinomainen (5) Hallitset kurssilla käsitellyt matemaattiset menetelmät. Osaat luovasti soveltaa oppimaasi teoriaa käytäntöön myös kohtaamissasi uusissa ongelmatilanteissa.

Esitietovaatimukset

Lujuusopin peruskäsitteet: normaalijännitys, leikkausjännitys, ekvivalentti jännitys (Von Mises), venymä. Statiikka: voima- ja momenttitasapaino, sauvavoimien määritys ristikkorakenteessa. Eulerin palkkiteoria, palkin taipuma, kuormitus- ja tuentatyypit.