Praktikum SiSo WS 2017/2018

Achtung:  Aufgaben werden im Semester nach und nach aktualisiert!

Geplanter Ablauf WS 2017/18

Nr. Tag Datum Thema Num. Meth. Software Verantw.
01 Do 19.10.17 Strukturmech 1: Einführung Ansys, Kragbalken FEM, RWP, lin. AnsysWB Mech Ulli
02 Do 26.10.17 Rest Strukturmech 1:
1D-, 2D-, 3D Kragbalken
FEM, RWP, lin. AnsysWB Mech Ulli
03 Do 02.11.17 Strukturmech 2: Verifikation & Validierung FEM, RWP, lin. AnsysWB Mech Ulli
04 Do 09.11.17 Rest Strukturmech 2: Konvergenzanalyse FEM, RWP, lin. AnsysWB Mech Ulli
05 Do 16.11.17 Strukturmech 3: Anisotropie, Holz-L FEM, RWP, lin. AnsysWB Mech Ulli
06 Do 23.11.17 Strukturmech 4: Einf. Abaqus, Plastizität (NL Werkstoff) FE, RWP, n.l. Abaqus Lucas
07 Do 30.11.17 Strukturmech 5: Angelrute (geometrische NL)
FEM, RWP, n.l. AnsysWB Mech Ulli
08 Do 07.12.17 Strukturmech 6: Kontakt (NL der Rbdg.) FEM, RWP, n.l. AnsysWB Mech Ulli
09 Do 14.12.17 Thermo-Elektrik: Glühender Schraubenschlüssel FEM Ansys, Thermal Electric Ulli
10 Do 21.12.17

Gastvortrag "Einstein Motorsport" mit CSE-Projektenvorschlägen;
Vorstellung der übrigen CSE-Projekte;
Dynamik 1: Modalanalyse: Gongplatten

FEM, EWP AnsysWB Modal Ulli
11 Do 11.01.18 Dynamik 2: MKS: Pendel, Garagentor MKS, AWP MSC.ADAMS Lucas
12 Do 18.01.18 Gestaltoptimierung, 3D-Druck -tba- -tba- Matze
13 Do 25.01.18 Dynamik 3: Transient, impl. & expl.: Buch S.444 FEM, AWP AnsysWB Trans., Expl. Ulli, Matze
14 Do 01.02.18 CFD 1: Rohrströmg. m. Drossel, Turbulenz FVM AnsysWB CFX Lucas
15 Do 08.02.18 CFD 2: Strömg. & Wärmetransp.: Beheiz. Zimmer FVM, FEM AnsysWB CFX Lucas, Martin
16 Do 15.02.18 M- u. EM-Felder: Helmh.-Spule, Tokamak, D.-Spalt FEM COMSOL Martin
-- Do 22.02.18 14:45 Uhr, MAC-Pool, Projektpräsentationen alles alles alle

Methodenübersicht

Ein guter Handwerker haut die Nägel nicht mit der Kombizange in die Wand.  Eines der wichtigsten Fähigkeiten bei (eigentlich: vor) der Benutzung von Software ist es, zur jeweiligen Fragestellung die richtige Software auswählen zu können.  Dazu aber braucht es auch etwas Erfahrung.  Auf der einen Seite muss man wissen, was es für Werkzeuge gibt und wie sie funktionieren, auf der anderen Seite muss man in der Lage sein, die Aufgabenstellungen zu erkennen, zu unterscheiden und einzuteilen.  Dann erst kann man die passenden Werkzeuge zur Aufgabe auswählen.

Download:

  • Einteilungsmatrix:  Tabelle-SiSo.pdf (am Ende des Semesters gibt es ein Update dieser Tabelle)

Praktikum 01 (Mo., 19.10.2017): "Statik 1: Einführung in Ansys"

Themen:

  • Organisatorisches
  • Auffrischung Techn. Mech.: Statik u. Elastostatik
  • Einführung in Ansys Workbench
  • Balkenbiegung, Spannungs- und Dehnungsanalysen
  • Beispiel: Kragbalken

Software:

  • Ansys Workbench 15.0 (oder besser) mit den Modulen: DesignModeler, Mechanical

Einführung:

Aufgaben:

Ergebnisse:

  • siehe Bild

Kragbalken, Normalspannung, axial

Praktikum 02 (26.10.2017): "Fortsetzung Statik 1: Einführung in Ansys"

siehe Praktikum 1 (oben)

  • insbesondere sollte nun auch die 2D und 1D Modellierung des Kragbalkens von allen durchgeführt werden.

Praktikum 03 (02.11.2017): "Statik 2: Verifikation & Validierung

Themen:

  • Verifikation: Plausibilitätsprüfung & Konvergenzanalysen
  • Validierung: Vergleich der Simulationsergebnisse mit experimentellen Ergebnissen

Software:

  • Ansys Workbench 15.0 (oder besser) mit den Modulen: DesignModeler, Mechanical

Einführung:

Aufgaben:

Ergebnisse:


Konvergenz (3D-Modell)

Praktikum 04 (09.11.2017): "Statik 2, Fortsetzung"

Themen:

  • Fortsetzung: Verifikation & Validierung
  • Anisotropie

Software:

  • Ansys Workbench 15.0 (oder besser) mit den Modulen: DesignModeler, Mechanical

Einführung

Aufgaben:

  • Rest von Praktikum 03 erledigen:  Verifikation & Validierung

Ergebnisse:

  • Ergebnis-Folien: siehe P 03

Praktikum 05 (16.11.2017): "Statik 3: Anisotropie"

Themen:

  • Anisotrope Werkstoffe:  Beispiel Holz

Software:

  • Ansys Workbench 15.0 (oder besser) mit den Modulen: DesignModeler, Mechanical

Einführung

  • siehe P 04

Aufgaben:

Ergebnisse:


Hauptdehnungen eines Holzteils

Praktikum 06 (23.11.2017): "Statik 4: Plastizität und Einführung in Abaqus"

Thema:

  • Nichtlineare Materialmodelle: Plastizität, Kaltumformung ("Work hardening")
  • Einführung in Abaqus CAE

Software:

  • Abaqus CAE 6.12

Downloads:


Elastische Dehnungen in einem plastisch verformten Balken

Praktikum 07 (Do., 30.11.2017): "Elastostatik 5: Geometrische Nichtlinearität"

Thema:

  • Geometrische Nichtlinearität durch große Verschiebungen und/oder Drehungen)

Software:

  • Ansys Workbench 15.0 (oder höher) mit den Modulen: DesignModeler, Mechanical

Aufgabe:

Ergebnisse:


Geometrische Nichtlinearität

Praktikum 08 (Do., 07.12.2017): "Statik 6: (Nichtlinearer) Kontakt"

Thema:

  • Nichtlinearität durch Kontakt

Software:

  • Ansys Workbench 15.0 (oder höher) mit den Modulen: DesignModeler, Mechanical

Aufgabe:

Ergebnisse:


Praktikum 09 (14.12.2017): "Stationäre Thermo-Elektrische-Analyse"

Thema:

  • Kopplung von stationären elektrischen und thermischen Feldern
  • Im Feld:  Joulesche Erwärmung und Wärmeleitung
  • An Feldrändern:  Wärmetransport durch Konvektion und Wärmestrahlung

Software:

  • Ansys WB 15.0 (oder höher) mit den Modulen: DesignModeler, Thermal-Electric

Downloads/Links


Glühender Schraubenschlüssel

Praktikum 10 (Do., 21.12.2017): "Dynamik 1: Modalanalyse"

Gastvortrag vom "Einstein-Motorsport-Team":

  • Vorstellung des Vereins
  • Vorstellung der Simulationsthemen im Einstein-Motorsport-Team
  • CSE-Projekt-Voschläge sowie Projekte für längerfristigen Einstieg

CSE-Projekte:

  • Vorstellung der übrigen Themenvorschläge

Thema:

  • Strukturdynamik:  Modalanalyse = Eigenschwingungsanalyse
  • Beispiel:  Eigenschwingungen einer Gong-Klangplatte

Software:

  • Ansys Workbench mit den Modulen: DesignModeler, Modal

Aufgaben:

  • Aufgabe 07: Modalanalyse einer Klangplatte
  • ACHTUNG! Unbedingt in Eigenarbeit bis zum nächsten Termin bearbeiten und alle Fragen beantworten. Wird beim nächsten mal abgefragt, ist außerdem prüfungsrelevant! Wer nicht weiter kommt, soll uns eine Email schicken.
  • Experimentelle Daten:
    Lange Platte: 2,5 mm x 25 mm x 142 mm, Löcher D = 7 mm, Abstand 78 mm, Masse 67 g, ca. 640 Hz.
    Kurze Platte: 2,5 mm x 25 mm x 127 mm, Löcher D = 7 mm, Abstand 70 mm, Masse 60 g, ca. 800 Hz.
    Beide Platten sind mit je zwei Gummistiften, die locker in den symmetrisch angeordenten Löchern stecken, gelagert (vgl. Bild).

Biegeschwingung einer Klangplatte

Praktikum 11 (Do., 11.01.2018): "Dynamik 2 - MKS"

Thema:

  • Lösen von Anfangswertproblemen durch numerische Integration
  • Mehrkörpersimulation (MKS) = Bewegung von Systemen starrer Körper

Software:

  • evtl. Matlab/Simulink
  • MSC.ADAMS (Windows)

Aufgaben:


Garagentor-Mimik